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class文件簡介及加載

Java編譯器編譯好Java文件之后,產生.class 文件在磁盤中。這種class文件是二進制文件,內容是只有JVM虛擬機能夠識別的機器碼。JVM虛擬機讀取字節碼文件,取出二進制數據,加載到內存中,解析.class 文件內的信息,生成對應的 Class對象:

\

class字節碼文件是根據JVM虛擬機規范中規定的字節碼組織規則生成的、具體class文件是怎樣組織類信息的,可以參考 此博文:深入理解Java Class文件格式系列。或者是Java虛擬機規范。

下面通過一段代碼演示手動加載 class文件字節碼到系統內,轉換成class對象,然后再實例化的過程:

a. 定義一個 Programmer類:

packagesamples;/***程序猿類*@authorlouluan*/publicclassProgrammer{publicvoidcode(){System.out.println("I'maProgrammer,JustCoding.....");}}
b. 自定義一個類加載器:
  1. packagesamples;
  2. /**
  3. *自定義一個類加載器,用于將字節碼轉換為class對象
  4. *@authorlouluan
  5. */
  6. publicclassMyClassLoaderextendsClassLoader{
  7.  
  8. publicClassdefineMyClass(byte[]b,intoff,intlen)
  9. {
  10. returnsuper.defineClass(b,off,len);
  11. }
  12.  
  13. }
c. 然后編譯成Programmer.class文件,在程序中讀取字節碼,然后轉換成相應的class對象,再實例化
  1. packagesamples;
  2.  
  3. importjava.io.File;
  4. importjava.io.FileInputStream;
  5. importjava.io.FileNotFoundException;
  6. importjava.io.IOException;
  7. importjava.io.InputStream;
  8. importjava.net.URL;
  9.  
  10. publicclassMyTest{
  11.  
  12. publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{
  13. //讀取本地的class文件內的字節碼,轉換成字節碼數組
  14. Filefile=newFile(".");
  15. InputStreaminput=newFileInputStream(file.getCanonicalPath()+"\\bin\\samples\\Programmer.class");
  16. byte[]result=newbyte[1024];
  17.  
  18. intcount=input.read(result);
  19. //使用自定義的類加載器將byte字節碼數組轉換為對應的class對象
  20. MyClassLoaderloader=newMyClassLoader();
  21. Classclazz=loader.defineMyClass(result,0,count);
  22. //測試加載是否成功,打印class對象的名稱
  23. System.out.println(clazz.getCanonicalName());
  24.  
  25. //實例化一個Programmer對象
  26. Objecto=clazz.newInstance();
  27. try{
  28. //調用Programmer的code方法
  29. clazz.getMethod("code",null).invoke(o,null);
  30. }catch(IllegalArgumentException|InvocationTargetException
  31. |NoSuchMethodException|SecurityExceptione){
  32. e.printStackTrace();
  33. }
  34. }
  35. }

以上代碼演示了,通過字節碼加載成class 對象的能力,下面看一下在代碼中如何生成class文件的字節碼。

 

 

在運行期的代碼中生成二進制字節碼

由于JVM通過字節碼的二進制信息加載類的,那么,如果我們在運行期系統中,遵循Java編譯系統組織.class文件的格式和結構,生成相應的二進制數據,然后再把這個二進制數據加載轉換成對應的類,這樣,就完成了在代碼中,動態創建一個類的能力了。

\

 

 

在運行時期可以按照Java虛擬機規范對class文件的組織規則生成對應的二進制字節碼。當前有很多開源框架可以完成這些功能,如ASM,Javassist。

Java字節碼生成開源框架介紹--ASM:

 

ASM 是一個 Java 字節碼操控框架。它能夠以二進制形式修改已有類或者動態生成類。ASM 可以直接產生二進制 class 文件,也可以在類被加載入 Java 虛擬機之前動態改變類行為。ASM 從類文件中讀入信息后,能夠改變類行為,分析類信息,甚至能夠根據用戶要求生成新類。

不過ASM在創建class字節碼的過程中,操縱的級別是底層JVM的匯編指令級別,這要求ASM使用者要對class組織結構和JVM匯編指令有一定的了解。

下面通過ASM 生成下面類Programmer的class字節碼:

  1. packagecom.samples;
  2. importjava.io.PrintStream;
  3.  
  4. publicclassProgrammer{
  5.  
  6. publicvoidcode()
  7. {
  8. System.out.println("I'maProgrammer,JustCoding.....");
  9. }
  10. }

使用ASM框架提供了ClassWriter 接口,通過訪問者模式進行動態創建class字節碼,看下面的例子:

  1. packagesamples;
  2.  
  3. importjava.io.File;
  4. importjava.io.FileOutputStream;
  5. importjava.io.IOException;
  6.  
  7. importorg.objectweb.asm.ClassWriter;
  8. importorg.objectweb.asm.MethodVisitor;
  9. importorg.objectweb.asm.Opcodes;
  10. publicclassMyGenerator{
  11.  
  12. publicstaticvoidmain(String[]args)throwsIOException{
  13.  
  14. System.out.println();
  15. ClassWriterclassWriter=newClassWriter(0);
  16. //通過visit方法確定類的頭部信息
  17. classWriter.visit(Opcodes.V1_7,//java版本
  18. Opcodes.ACC_PUBLIC,//類修飾符
  19. "Programmer",//類的全限定名
  20. null,"java/lang/Object",null);
  21.  
  22. //創建構造函數
  23. MethodVisitormv=classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC,"","()V",null,null);
  24. mv.visitCode();
  25. mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD,0);
  26. mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL,"java/lang/Object","","()V");
  27. mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);
  28. mv.visitMaxs(1,1);
  29. mv.visitEnd();
  30.  
  31. //定義code方法
  32. MethodVisitormethodVisitor=classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC,"code","()V",
  33. null,null);
  34. methodVisitor.visitCode();
  35. methodVisitor.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC,"java/lang/System","out",
  36. "Ljava/io/PrintStream;");
  37. methodVisitor.visitLdcInsn("I'maProgrammer,JustCoding.....");
  38. methodVisitor.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL,"java/io/PrintStream","println",
  39. "(Ljava/lang/String;)V");
  40. methodVisitor.visitInsn(Opcodes.RETURN);
  41. methodVisitor.visitMaxs(2,2);
  42. methodVisitor.visitEnd();
  43. classWriter.visitEnd();
  44. //使classWriter類已經完成
  45. //將classWriter轉換成字節數組寫到文件里面去
  46. byte[]data=classWriter.toByteArray();
  47. Filefile=newFile("D://Programmer.class");
  48. FileOutputStreamfout=newFileOutputStream(file);
  49. fout.write(data);
  50. fout.close();
  51. }
  52. }

上述的代碼執行過后,用Java反編譯工具(如JD_GUI)打開D盤下生成的Programmer.class,可以看到以下信息:

\

再用上面我們定義的類加載器將這個class文件加載到內存中,然后 創建class對象,并且實例化一個對象,調用code方法,會看到下面的結果:

\

以上表明:在代碼里生成字節碼,并動態地加載成class對象、創建實例是完全可以實現的。

Java字節碼生成開源框架介紹--Javassist:

Javassist是一個開源的分析、編輯和創建Java字節碼的類庫。是由東京工業大學的數學和計算機科學系的 Shigeru Chiba (千葉 滋)所創建的。它已加入了開放源代碼JBoss 應用服務器項目,通過使用Javassist對字節碼操作為JBoss實現動態AOP框架。javassist是jboss的一個子項目,其主要的優點,在于簡單,而且快速。直接使用java編碼的形式,而不需要了解虛擬機指令,就能動態改變類的結構,或者動態生成類。

下面通過Javassist創建上述的Programmer類:

  1. importjavassist.ClassPool;
  2. importjavassist.CtClass;
  3. importjavassist.CtMethod;
  4. importjavassist.CtNewMethod;
  5.  
  6. publicclassMyGenerator{
  7.  
  8. publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
  9. ClassPoolpool=ClassPool.getDefault();
  10. //創建Programmer類
  11. CtClasscc=pool.makeClass("com.samples.Programmer");
  12. //定義code方法
  13. CtMethodmethod=CtNewMethod.make("publicvoidcode(){}",cc);
  14. //插入方法代碼
  15. method.insertBefore("System.out.println(\"I'maProgrammer,JustCoding.....\");");
  16. cc.addMethod(method);
  17. //保存生成的字節碼
  18. cc.writeFile("d://temp");
  19. }
  20. }

通過JD-gui反編譯工具打開Programmer.class 可以看到以下代碼:

\

 

代理的基本構成:

代理模式上,基本上有Subject角色,RealSubject角色,Proxy角色。其中:Subject角色負責定義RealSubject和Proxy角色應該實現的接口;RealSubject角色用來真正完成業務服務功能;Proxy角色負責將自身的Request請求,調用realsubject 對應的request功能來實現業務功能,自己不真正做業務。

 

\

上面的這幅代理結構圖是典型的靜態的代理模式:

當在代碼階段規定這種代理關系,Proxy類通過編譯器編譯成class文件,當系統運行時,此class已經存在了。這種靜態的代理模式固然在訪問無法訪問的資源,增強現有的接口業務功能方面有很大的優點,但是大量使用這種靜態代理,會使我們系統內的類的規模增大,并且不易維護;并且由于Proxy和RealSubject的功能 本質上是相同的,Proxy只是起到了中介的作用,這種代理在系統中的存在,導致系統結構比較臃腫和松散。

為了解決這個問題,就有了動態地創建Proxy的想法:在運行狀態中,需要代理的地方,根據Subject 和RealSubject,動態地創建一個Proxy,用完之后,就會銷毀,這樣就可以避免了Proxy 角色的class在系統中冗雜的問題了。

下面以一個代理模式實例闡述這一問題:

將車站的售票服務抽象出一個接口TicketService,包含問詢,賣票,退票功能,車站類Station實現了TicketService接口,車票代售點StationProxy則實現了代理角色的功能,類圖如下所示。

\

對應的靜態的代理模式代碼如下所示:

[java]

view plaincopy
  在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片

  1. packagecom.foo.proxy;
  2.  
  3. /**
  4. *售票服務接口實現類,車站
  5. *@authorlouluan
  6. */
  7. publicclassStationimplementsTicketService{
  8.  
  9. @Override
  10. publicvoidsellTicket(){
  11. System.out.println("\n\t售票.....\n");
  12. }
  13.  
  14. @Override
  15. publicvoidinquire(){
  16. System.out.println("\n\t問詢。。。。\n");
  17. }
  18.  
  19. @Override
  20. publicvoidwithdraw(){
  21. System.out.println("\n\t退票......\n");
  22. }
  23.  
  24. }
  25. packagecom.foo.proxy;
  26. /**
  27. *售票服務接口
  28. *@authorlouluan
  29. */
  30. publicinterfaceTicketService{
  31.  
  32. //售票
  33. publicvoidsellTicket();
  34.  
  35. //問詢
  36. publicvoidinquire();
  37.  
  38. //退票
  39. publicvoidwithdraw();
  40.  
  41. }
  1. packagecom.foo.proxy;
  2.  
  3. /**
  4. *車票代售點
  5. *@authorlouluan
  6. *
  7. */
  8. publicclassStationProxyimplementsTicketService{
  9.  
  10. privateStationstation;
  11.  
  12. publicStationProxy(Stationstation){
  13. this.station=station;
  14. }
  15.  
  16. @Override
  17. publicvoidsellTicket(){
  18.  
  19. //1.做真正業務前,提示信息
  20. this.showAlertInfo("××××您正在使用車票代售點進行購票,每張票將會收取5元手續費!××××");
  21. //2.調用真實業務邏輯
  22. station.sellTicket();
  23. //3.后處理
  24. this.takeHandlingFee();
  25. this.showAlertInfo("××××歡迎您的光臨,再見!××××\n");
  26.  
  27. }
  28.  
  29. @Override
  30. publicvoidinquire(){
  31. //1做真正業務前,提示信息
  32. this.showAlertInfo("××××歡迎光臨本代售點,問詢服務不會收取任何費用,本問詢信息僅供參考,具體信息以車站真實數據為準!××××");
  33. //2.調用真實邏輯
  34. station.inquire();
  35. //3。后處理
  36. this.showAlertInfo("××××歡迎您的光臨,再見!××××\n");
  37. }
  38.  
  39. @Override
  40. publicvoidwithdraw(){
  41. //1。真正業務前處理
  42. this.showAlertInfo("××××歡迎光臨本代售點,退票除了扣除票額的20%外,本代理處額外加收2元手續費!××××");
  43. //2.調用真正業務邏輯
  44. station.withdraw();
  45. //3.后處理
  46. this.takeHandlingFee();
  47.  
  48. }
  49.  
  50. /*
  51. *展示額外信息
  52. */
  53. privatevoidshowAlertInfo(Stringinfo){
  54. System.out.println(info);
  55. }
  56.  
  57. /*
  58. *收取手續費
  59. */
  60. privatevoidtakeHandlingFee(){
  61. System.out.println("收取手續費,打印發票。。。。。\n");
  62. }
  63.  
  64. }

由于我們現在不希望靜態地有StationProxy類存在,希望在代碼中,動態生成器二進制代碼,加載進來。為此,使用Javassist開源框架,在代碼中動態地生成StationProxy的字節碼:

  1. packagecom.foo.proxy;
  2.  
  3.  
  4. importjava.lang.reflect.Constructor;
  5.  
  6. importjavassist.*;
  7. publicclassTest{
  8.  
  9. publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{
  10. createProxy();
  11. }
  12.  
  13. /*
  14. *手動創建字節碼
  15. */
  16. privatestaticvoidcreateProxy()throwsException
  17. {
  18. ClassPoolpool=ClassPool.getDefault();
  19.  
  20. CtClasscc=pool.makeClass("com.foo.proxy.StationProxy");
  21.  
  22. //設置接口
  23. CtClassinterface1=pool.get("com.foo.proxy.TicketService");
  24. cc.setInterfaces(newCtClass[]{interface1});
  25.  
  26. //設置Field
  27. CtFieldfield=CtField.make("privatecom.foo.proxy.Stationstation;",cc);
  28.  
  29. cc.addField(field);
  30.  
  31. CtClassstationClass=pool.get("com.foo.proxy.Station");
  32. CtClass[]arrays=newCtClass[]{stationClass};
  33. CtConstructorctc=CtNewConstructor.make(arrays,null,CtNewConstructor.PASS_NONE,null,null,cc);
  34. //設置構造函數內部信息
  35. ctc.setBody("{this.station=$1;}");
  36. cc.addConstructor(ctc);
  37.  
  38. //創建收取手續takeHandlingFee方法
  39. CtMethodtakeHandlingFee=CtMethod.make("privatevoidtakeHandlingFee(){}",cc);
  40. takeHandlingFee.setBody("System.out.println(\"收取手續費,打印發票。。。。。\");");
  41. cc.addMethod(takeHandlingFee);
  42.  
  43. //創建showAlertInfo方法
  44. CtMethodshowInfo=CtMethod.make("privatevoidshowAlertInfo(Stringinfo){}",cc);
  45. showInfo.setBody("System.out.println($1);");
  46. cc.addMethod(showInfo);
  47.  
  48. //sellTicket
  49. CtMethodsellTicket=CtMethod.make("publicvoidsellTicket(){}",cc);
  50. sellTicket.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××您正在使用車票代售點進行購票,每張票將會收取5元手續費!××××\");"
  51. +"station.sellTicket();"
  52. +"this.takeHandlingFee();"
  53. +"this.showAlertInfo(\"××××歡迎您的光臨,再見!××××\");}");
  54. cc.addMethod(sellTicket);
  55.  
  56. //添加inquire方法
  57. CtMethodinquire=CtMethod.make("publicvoidinquire(){}",cc);
  58. inquire.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××歡迎光臨本代售點,問詢服務不會收取任何費用,本問詢信息僅供參考,具體信息以車站真實數據為準!××××\");"
  59. +"station.inquire();"
  60. +"this.showAlertInfo(\"××××歡迎您的光臨,再見!××××\");}"
  61. );
  62. cc.addMethod(inquire);
  63.  
  64. //添加widthraw方法
  65. CtMethodwithdraw=CtMethod.make("publicvoidwithdraw(){}",cc);
  66. withdraw.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××歡迎光臨本代售點,退票除了扣除票額的20%外,本代理處額外加收2元手續費!××××\");"
  67. +"station.withdraw();"
  68. +"this.takeHandlingFee();}"
  69. );
  70. cc.addMethod(withdraw);
  71.  
  72. //獲取動態生成的class
  73. Classc=cc.toClass();
  74. //獲取構造器
  75. Constructorconstructor=c.getConstructor(Station.class);
  76. //通過構造器實例化
  77. TicketServiceo=(TicketService)constructor.newInstance(newStation());
  78. o.inquire();
  79.  
  80. cc.writeFile("D://test");
  81. }
  82.  
  83. }

上述代碼執行過后,會產生StationProxy的字節碼,并且用生成字節碼加載如內存創建對象,調用inquire()方法,會得到以下結果:

\

通過上面動態生成的代碼,我們發現,其實現相當地麻煩在創造的過程中,含有太多的業務代碼。我們使用上述創建Proxy代理類的方式的初衷是減少系統代碼的冗雜度,但是上述做法卻增加了在動態創建代理類過程中的復雜度:手動地創建了太多的業務代碼,并且封裝性也不夠,完全不具有可拓展性和通用性。如果某個代理類的一些業務邏輯非常復雜,上述的動態創建代理的方式是非常不可取的!

InvocationHandler角色的由來

仔細思考代理模式中的代理Proxy角色。Proxy角色在執行代理業務的時候,無非是在調用真正業務之前或者之后做一些“額外”業務。

\

有上圖可以看出,代理類處理的邏輯很簡單:在調用某個方法前及方法后做一些額外的業務。換一種思路就是:在觸發(invoke)真實角色的方法之前或者之后做一些額外的業務。那么,為了構造出具有通用性和簡單性的代理類,可以將所有的觸發真實角色動作交給一個觸發的管理器,讓這個管理器統一地管理觸發。這種管理器就是Invocation Handler。

動態代理模式的結構跟上面的靜態代理模式稍微有所不同,多引入了一個InvocationHandler角色。

先解釋一下InvocationHandler的作用:

在靜態代理中,代理Proxy中的方法,都指定了調用了特定的realSubject中的對應的方法:

在上面的靜態代理模式下,Proxy所做的事情,無非是調用在不同的request時,調用觸發realSubject對應的方法;更抽象點看,Proxy所作的事情;在Java中 方法(Method)也是作為一個對象來看待了,

動態代理工作的基本模式就是將自己的方法功能的實現交給 InvocationHandler角色,外界對Proxy角色中的每一個方法的調用,Proxy角色都會交給InvocationHandler來處理,而InvocationHandler則調用具體對象角色的方法。如下圖所示:

\

在這種模式之中:代理Proxy 和RealSubject 應該實現相同的功能,這一點相當重要。(我這里說的功能,可以理解為某個類的public方法)

在面向對象的編程之中,如果我們想要約定Proxy 和RealSubject可以實現相同的功能,有兩種方式:

a.一個比較直觀的方式,就是定義一個功能接口,然后讓Proxy 和RealSubject來實現這個接口。

b.還有比較隱晦的方式,就是通過繼承。因為如果Proxy 繼承自RealSubject,這樣Proxy則擁有了RealSubject的功能,Proxy還可以通過重寫RealSubject中的方法,來實現多態。

其中JDK中提供的創建動態代理的機制,是以a 這種思路設計的,而cglib 則是以b思路設計的。

JDK的動態代理創建機制

----通過接口

比如現在想為RealSubject這個類創建一個動態代理對象,JDK主要會做以下工作:

1. 獲取 RealSubject上的所有接口列表;
2. 確定要生成的代理類的類名,默認為:com.sun.proxy.$ProxyXXXX ;

3. 根據需要實現的接口信息,在代碼中動態創建 該Proxy類的字節碼;

4 . 將對應的字節碼轉換為對應的class 對象;

5. 創建InvocationHandler 實例handler,用來處理Proxy所有方法調用;

6. Proxy 的class對象 以創建的handler對象為參數,實例化一個proxy對象

 

JDK通過 java.lang.reflect.Proxy包來支持動態代理,一般情況下,我們使用下面的newProxyInstance方法

staticObjectnewProxyInstance(ClassLoaderloader,Class[]interfaces,InvocationHandlerh)
返回一個指定接口的代理類實例,該接口可以將方法調用指派到指定的調用處理程序。

而對于InvocationHandler,我們需要實現下列的invoke方法:

 

在調用代理對象中的每一個方法時,在代碼內部,都是直接調用了InvocationHandler 的invoke方法,而invoke方法根據代理類傳遞給自己的method參數來區分是什么方法。

 

Objectinvoke(Objectproxy,Methodmethod,Object[]args)
在代理實例上處理方法調用并返回結果。

 

 

講的有點抽象,下面通過一個實例來演示一下吧:

JDK動態代理示例

現在定義兩個接口Vehicle和Rechargable,Vehicle表示交通工具類,有drive()方法;Rechargable接口表示可充電的(工具),有recharge() 方法;

定義一個實現兩個接口的類ElectricCar,類圖如下:

\

通過下面的代碼片段,來為ElectricCar創建動態代理類:

[java]

view plaincopy
  在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片

  1. packagecom.foo.proxy;
  2.  
  3. importjava.lang.reflect.InvocationHandler;
  4. importjava.lang.reflect.Proxy;
  5.  
  6. publicclassTest{
  7.  
  8. publicstaticvoidmain(String[]args){
  9.  
  10. ElectricCarcar=newElectricCar();
  11. //1.獲取對應的ClassLoader
  12. ClassLoaderclassLoader=car.getClass().getClassLoader();
  13.  
  14. //2.獲取ElectricCar所實現的所有接口
  15. Class[]interfaces=car.getClass().getInterfaces();
  16. //3.設置一個來自代理傳過來的方法調用請求處理器,處理所有的代理對象上的方法調用
  17. InvocationHandlerhandler=newInvocationHandlerImpl(car);
  18. /*
  19. 4.根據上面提供的信息,創建代理對象在這個過程中,
  20. a.JDK會通過根據傳入的參數信息動態地在內存中創建和.class文件等同的字節碼
  21. b.然后根據相應的字節碼轉換成對應的class,
  22. c.然后調用newInstance()創建實例
  23. */
  24. Objecto=Proxy.newProxyInstance(classLoader,interfaces,handler);
  25. Vehiclevehicle=(Vehicle)o;
  26. vehicle.drive();
  27. Rechargablerechargeable=(Rechargable)o;
  28. rechargeable.recharge();
  29. }
  30. packagecom.foo.proxy;
  31. /**
  32. *交通工具接口
  33. *@authorlouluan
  34. */
  35. publicinterfaceVehicle{
  36. publicvoiddrive();
  37. }
  38. packagecom.foo.proxy;
  39. /**
  40. *可充電設備接口
  41. *@authorlouluan
  42. */
  43. publicinterfaceRechargable{
  44.  
  45. publicvoidrecharge();
  46. }
  47. packagecom.foo.proxy;
  48. /**
  49. *電能車類,實現Rechargable,Vehicle接口
  50. *@authorlouluan
  51. */
  52. publicclassElectricCarimplementsRechargable,Vehicle{
  53.  
  54. @Override
  55. publicvoiddrive(){
  56. System.out.println("ElectricCarisMovingsilently...");
  57. }
  58.  
  59. @Override
  60. publicvoidrecharge(){
  61. System.out.println("ElectricCarisRecharging...");
  62. }
  63.  
  64. }
  65. packagecom.foo.proxy;
  66.  
  67. importjava.lang.reflect.InvocationHandler;
  68. importjava.lang.reflect.Method;
  69.  
  70. publicclassInvocationHandlerImplimplementsInvocationHandler{
  71.  
  72. privateElectricCarcar;
  73.  
  74. publicInvocationHandlerImpl(ElectricCarcar)
  75. {
  76. this.car=car;
  77. }
  78.  
  79. @Override
  80. publicObjectinvoke(ObjectparamObject,MethodparamMethod,
  81. Object[]paramArrayOfObject)throwsThrowable{
  82. System.out.println("Youaregoingtoinvoke"+paramMethod.getName()+"...");
  83. paramMethod.invoke(car,null);
  84. System.out.println(paramMethod.getName()+"invocationHasBeenfinished...");
  85. returnnull;
  86. }
  87.  
  88. }

來看一下代碼執行后的結果:
\

 

生成動態代理類的字節碼并且保存到硬盤中:

JDK提供了sun.misc.ProxyGenerator.generateProxyClass(String proxyName,class[] interfaces)底層方法來產生動態代理類的字節碼:

下面定義了一個工具類,用來將生成的動態代理類保存到硬盤中:

  1. packagecom.foo.proxy;
  2.  
  3. importjava.io.FileOutputStream;
  4. importjava.io.IOException;
  5. importjava.lang.reflect.Proxy;
  6. importsun.misc.ProxyGenerator;
  7.  
  8. publicclassProxyUtils{
  9.  
  10. /*
  11. *將根據類信息動態生成的二進制字節碼保存到硬盤中,
  12. *默認的是clazz目錄下
  13. *params:clazz需要生成動態代理類的類
  14. *proxyName:為動態生成的代理類的名稱
  15. */
  16. publicstaticvoidgenerateClassFile(Classclazz,StringproxyName)
  17. {
  18. //根據類信息和提供的代理類名稱,生成字節碼
  19. byte[]classFile=ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName,clazz.getInterfaces());
  20. Stringpaths=clazz.getResource(".").getPath();
  21. System.out.println(paths);
  22. FileOutputStreamout=null;
  23.  
  24. try{
  25. //保留到硬盤中
  26. out=newFileOutputStream(paths+proxyName+".class");
  27. out.write(classFile);
  28. out.flush();
  29. }catch(Exceptione){
  30. e.printStackTrace();
  31. }finally{
  32. try{
  33. out.close();
  34. }catch(IOExceptione){
  35. e.printStackTrace();
  36. }
  37. }
  38. }
  39.  
  40. }

現在我們想將生成的代理類起名為“ElectricCarProxy”,并保存在硬盤,應該使用以下語句: 

  1. ProxyUtils.generateClassFile(car.getClass(),"ElectricCarProxy");

這樣將在ElectricCar.class 同級目錄下產生 ElectricCarProxy.class文件。用反編譯工具如jd-gui.exe 打開,將會看到以下信息:

  1. importcom.foo.proxy.Rechargable;
  2. importcom.foo.proxy.Vehicle;
  3. importjava.lang.reflect.InvocationHandler;
  4. importjava.lang.reflect.Method;
  5. importjava.lang.reflect.Proxy;
  6. importjava.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
  7. /**
  8. 生成的動態代理類的組織模式是繼承Proxy類,然后實現需要實現代理的類上的所有接口,而在實現的過程中,則是通過將所有的方法都交給了InvocationHandler來處理
  9. */
  10. publicfinalclassElectricCarProxyextendsProxy
  11. implementsRechargable,Vehicle
  12. {
  13. privatestaticMethodm1;
  14. privatestaticMethodm3;
  15. privatestaticMethodm4;
  16. privatestaticMethodm0;
  17. privatestaticMethodm2;
  18.  
  19. publicElectricCarProxy(InvocationHandlerparamInvocationHandler)
  20. throws
  21. {
  22. super(paramInvocationHandler);
  23. }
  24.  
  25. publicfinalbooleanequals(ObjectparamObject)
  26. throws
  27. {
  28. try
  29. {//方法功能實現交給InvocationHandler處理
  30. return((Boolean)this.h.invoke(this,m1,newObject[]{paramObject})).booleanValue();
  31. }
  32. catch(Error|RuntimeExceptionlocalError)
  33. {
  34. throwlocalError;
  35. }
  36. catch(ThrowablelocalThrowable)
  37. {
  38. thrownewUndeclaredThrowableException(localThrowable);
  39. }
  40. }
  41.  
  42. publicfinalvoidrecharge()
  43. throws
  44. {
  45. try
  46. {
  47.  
  48. //方法功能實現交給InvocationHandler處理
  49.  
  50. this.h.invoke(this,m3,null);
  51. return;
  52. }
  53. catch(Error|RuntimeExceptionlocalError)
  54. {
  55. throwlocalError;
  56. }
  57. catch(ThrowablelocalThrowable)
  58. {
  59. thrownewUndeclaredThrowableException(localThrowable);
  60. }
  61. }
  62.  
  63. publicfinalvoiddrive()
  64. throws
  65. {
  66. try
  67. {
  68.  
  69. //方法功能實現交給InvocationHandler處理
  70.  
  71. this.h.invoke(this,m4,null);
  72. return;
  73. }
  74. catch(Error|RuntimeExceptionlocalError)
  75. {
  76. throwlocalError;
  77. }
  78. catch(ThrowablelocalThrowable)
  79. {
  80. thrownewUndeclaredThrowableException(localThrowable);
  81. }
  82. }
  83.  
  84. publicfinalinthashCode()
  85. throws
  86. {
  87. try
  88. {
  89.  
  90. //方法功能實現交給InvocationHandler處理
  91.  
  92. return((Integer)this.h.invoke(this,m0,null)).intValue();
  93. }
  94. catch(Error|RuntimeExceptionlocalError)
  95. {
  96. throwlocalError;
  97. }
  98. catch(ThrowablelocalThrowable)
  99. {
  100. thrownewUndeclaredThrowableException(localThrowable);
  101. }
  102. }
  103.  
  104. publicfinalStringtoString()
  105. throws
  106. {
  107. try
  108. {
  109.  
  110. //方法功能實現交給InvocationHandler處理
  111. return(String)this.h.invoke(this,m2,null);
  112. }
  113. catch(Error|RuntimeExceptionlocalError)
  114. {
  115. throwlocalError;
  116. }
  117. catch(ThrowablelocalThrowable)
  118. {
  119. thrownewUndeclaredThrowableException(localThrowable);
  120. }
  121. }
  122.  
  123. static
  124. {
  125. try
  126. {//為每一個需要方法對象,當調用相應的方法時,分別將方法對象作為參數傳遞給InvocationHandler處理
  127. m1=Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals",newClass[]{Class.forName("java.lang.Object")});
  128. m3=Class.forName("com.foo.proxy.Rechargable").getMethod("recharge",newClass[0]);
  129. m4=Class.forName("com.foo.proxy.Vehicle").getMethod("drive",newClass[0]);
  130. m0=Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode",newClass[0]);
  131. m2=Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString",newClass[0]);
  132. return;
  133. }
  134. catch(NoSuchMethodExceptionlocalNoSuchMethodException)
  135. {
  136. thrownewNoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
  137. }
  138. catch(ClassNotFoundExceptionlocalClassNotFoundException)
  139. {
  140. thrownewNoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
  141. }
  142. }
  143. }

 

仔細觀察可以看出生成的動態代理類有以下特點:

1.繼承自 java.lang.reflect.Proxy,實現了 Rechargable,Vehicle 這兩個ElectricCar實現的接口;

2.類中的所有方法都是final 的;

3.所有的方法功能的實現都統一調用了InvocationHandler的invoke()方法。

\

 

 

cglib 生成動態代理類的機制----通過類繼承:

JDK中提供的生成動態代理類的機制有個鮮明的特點是: 某個類必須有實現的接口,而生成的代理類也只能代理某個類接口定義的方法,比如:如果上面例子的ElectricCar實現了繼承自兩個接口的方法外,另外實現了方法bee() ,則在產生的動態代理類中不會有這個方法了!更極端的情況是:如果某個類沒有實現接口,那么這個類就不能同JDK產生動態代理了!

幸好我們有cglib。“CGLIB(Code Generation Library),是一個強大的,高性能,高質量的Code生成類庫,它可以在運行期擴展Java類與實現Java接口。”

cglib 創建某個類A的動態代理類的模式是:

1. 查找A上的所有非final 的public類型的方法定義;

2. 將這些方法的定義轉換成字節碼;

3. 將組成的字節碼轉換成相應的代理的class對象;

4. 實現 MethodInterceptor接口,用來處理 對代理類上所有方法的請求(這個接口和JDK動態代理InvocationHandler的功能和角色是一樣的)

一個有趣的例子:定義一個Programmer類,一個Hacker類

[java]

view plaincopy

 

在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
  1. packagesamples;
  2. /**
  3. *程序猿類
  4. *@authorlouluan
  5. */
  6. publicclassProgrammer{
  7.  
  8. publicvoidcode()
  9. {
  10. System.out.println("I'maProgrammer,JustCoding.....");
  11. }
  12. }
  13. packagesamples;
  14.  
  15. importjava.lang.reflect.Method;
  16.  
  17. importnet.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
  18. importnet.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
  19. /*
  20. *實現了方法攔截器接口
  21. */
  22. publicclassHackerimplementsMethodInterceptor{
  23. @Override
  24. publicObjectintercept(Objectobj,Methodmethod,Object[]args,
  25. MethodProxyproxy)throwsThrowable{
  26. System.out.println("****Iamahacker,Let'sseewhatthepoorprogrammerisdoingNow...");
  27. proxy.invokeSuper(obj,args);
  28. System.out.println("****Oh,whatapoorprogrammer.....");
  29. returnnull;
  30. }
  31.  
  32. }

  1. packagesamples;
  2.  
  3. importnet.sf.cglib.proxy.Enhancer;
  4.  
  5. publicclassTest{
  6.  
  7. publicstaticvoidmain(String[]args){
  8. Programmerprogammer=newProgrammer();
  9.  
  10. Hackerhacker=newHacker();
  11. //cglib中加強器,用來創建動態代理
  12. Enhancerenhancer=newEnhancer();
  13. //設置要創建動態代理的類
  14. enhancer.setSuperclass(progammer.getClass());
  15. //設置回調,這里相當于是對于代理類上所有方法的調用,都會調用CallBack,而Callback則需要實行intercept()方法進行攔截
  16. enhancer.setCallback(hacker);
  17. Programmerproxy=(Programmer)enhancer.create();
  18. proxy.code();
  19.  
  20. }
  21. }

程序執行結果:
\

  1. packagesamples;
  2.  
  3. importjava.lang.reflect.Method;
  4. importnet.sf.cglib.core.ReflectUtils;
  5. importnet.sf.cglib.core.Signature;
  6. importnet.sf.cglib.proxy.Callback;
  7. importnet.sf.cglib.proxy.Factory;
  8. importnet.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
  9. importnet.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
  10.  
  11. publicclassProgrammer EnhancerByCGLIB fa7aa2cdextendsProgrammer
  12. implementsFactory
  13. {
  14. //......省略
  15. privateMethodInterceptorCGLIB$CALLBACK_0;//Enchaner傳入的methodInterceptor
  16. //....省略
  17. publicfinalvoidcode()
  18. {
  19. MethodInterceptortmp4_1=this.CGLIB$CALLBACK_0;
  20. if(tmp4_1==null)
  21. {
  22. tmp4_1;
  23. CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);//若callback不為空,則調用methodInterceptor的intercept()方法
  24. }
  25. if(this.CGLIB$CALLBACK_0!=null)
  26. return;
  27. //如果沒有設置callback回調函數,則默認執行父類的方法
  28. super.code();
  29. }
  30. //....后續省略
  31. }

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