动态代理

引入

如果需要代理的类只有一个,那么静态代理没什么问题,如果有很多类需要代理呢,用静态代理的话就需要为每一个类创建一个代理类,显然这么做太过繁琐也容易出错。

为此,JDK 5引入的动态代理机制,允许开发人员在运行时刻动态的创建出代理类及其对象。也就是说,我们不用为每个类再单独创建一个代理对象了。

定义

在程序运行时, 动态为不同的对象生成代理对象

动态代理主要是利用了Java的反射机制。

jdk中提供的动态代理 api

  • java.lang.reflect.InvocationHandler: 这是调用处理器接口,它自定义了一个 invoke() 方法,我们就在这个方法里触发代理对象自己的方法,你可以在它的前后增加我们自己的增强方法。

    • 当使用者调用了代理对象所代理的接口中的方法的时候,这个调用的信息会被传递给InvocationHandler的invoke()方法;

    • 在 invoke()方法的参数中可以获取到代理对象(通常不需要这个参数)、方法对应的Method对象和调用的实际参数;

    • invoke()方法的返回值被返回给使用者。这种做法实际上相 当于对方法调用进行了拦截

  • java.lang.reflect.Proxy: 这是 Java 动态代理机制的主类,它提供了一组静态方法来为一组接口动态地生成代理类及其对象,也就是动态生成代理对象的方法。

举个例子: 🌰🌰

比如我们有两个业务,要为这两个业务添加日志打印功能。如果是静态代理,那么就需要分别为每个业务类写一个代理类,而如果用动态代理,只需要实现一个日志打印功能的handler即可,完全不需要自己再单独写代理类,下面我们具体看一下这个例子。

代码分析

在 cat 的 move 方法执行前后打印日志

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        // 这里必须使用接口接收, 不然会转型异常
        Moveable proxy = (Moveable) Proxy.newProxyInstance(
                car.getClass().getClassLoader(), // 被代理对象的classloader
                new Class[] {Moveable.class},// 手动列出接口
                new InvocationHandler() {// 请求处理类, 匿名类

                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        Object rst = null;

                        String methodName = method.getName();
                        if ("move".equals(methodName)) {
                            System.out.println("方法被代理前...");
                            rst = method.invoke(car, args);
                            System.out.println("方法被代理后...");
                        }
                        else {
                            rst = method.invoke(car, args);
                        }
                        return rst;
                    }
                });
        proxy.move();
    }
}

另外一个demo:数据库连接池

现在看这样一个问题, 现在需要手动实现一个数据库连接池, 没有使用代理模式的情况下是这样:

public class MyPool {

    private int init_count = 3;        // 初始化连接数目
    private int max_count = 6;        // 最大连接数
    private int current_count = 0;  // 记录当前使用连接数
    // 连接池 (存放所有的初始化连接)
    private LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>();
    //1.  构造函数中,初始化连接放入连接池
    public MyPool() {
        // 初始化连接
        for (int i=0; i<init_count; i++){
            // 记录当前连接数目
            current_count++;
            // 创建原始的连接对象
            Connection con = createConnection();
            // 把连接加入连接池
            pool.addLast(con);
        }
    }
    //2. 创建一个新的连接的方法
    private Connection createConnection(){
        try {
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
            // 原始的目标对象
             Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///jdbc_demo", "root", "root");
            return con;
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    //3. 获取连接
    public Connection getConnection(){
        // 3.1 判断连接池中是否有连接, 如果有连接,就直接从连接池取出
        if (pool.size() > 0){
            return pool.removeFirst();
        }
        // 3.2 连接池中没有连接: 判断,如果没有达到最大连接数,创建;
        if (current_count < max_count) {
            // 记录当前使用的连接数
            current_count++;
            // 创建连接
            return createConnection();
        }
        // 3.3 如果当前已经达到最大连接数,抛出异常
        throw new RuntimeException("当前连接已经达到最大连接数目 !");
    }
    //4. 释放连接
    public void realeaseConnection(Connection con) {
        // 4.1 判断: 池的数目如果小于初始化连接,就放入池中
        if (pool.size() < init_count){
            pool.addLast(con);
        } else {
            try {
                // 4.2 关闭 
                current_count--;
                con.close();
            } catch (SQLException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }

    // 测试:
    public static void main(String[] args) throws SQLException {
        MyPool pool = new MyPool();
        System.out.println("当前连接: " + pool.current_count);  // 3
        // 使用连接
        pool.getConnection();
        pool.getConnection();
        Connection con4 = pool.getConnection();
        Connection con3 = pool.getConnection();
        Connection con2 = pool.getConnection();
        Connection con1 = pool.getConnection();
        // 释放连接, 连接放回连接池
//        pool.realeaseConnection(con1);
    /*
     * 希望:当关闭连接的时候,要把连接放入连接池!【当调用Connection接口的close方法时候,希望触发pool.addLast(con);操作】把连接放入连接池
     * 解决1:实现Connection接口,重写close方法   connection接口方法太多,都实现太麻烦,放弃
     * 解决2:动态代理
     */
    con1.close();
    // 再获取
    pool.getConnection();
    System.out.println("连接池:" + pool.pool.size());      // 0
    System.out.println("当前连接: " + pool.current_count);  // 3
    }
}

采用动态代理模式, jdk中有现成api, 改进如下:

/**
 *  JDK 动态代理  Object obj = Proxy.newProxyInstance(....);
 *  1.参数1:ClassLoader loader ,确定类加载器。程序运行时动态创建类,需要类加载加载到内存。类加载器作用:class文件 --> Class对象
 *      * 一般情况使用都是当前类的类加载器
 *      * 类加载器获得方式:MyFactory.class.getClassLoader();
 *  2.参数2:Class[] interfaces  代理需要实现的接口们(可能有多个)
 *      * 方式1:userService.getClass().getInterfaces()【此方式只能在代理对象和接口是父子关系时使用】
 *      * 方式2:new Class[]{UserService.class}【当被代理对象和其实现接口之间是隔代关系时(即祖孙关系)(即:一个一个列出接口)
 *  3.参数3:InvocationHandler h 请求处理类,代理类方法执行时,需要请求处理类来处理。
 *      * 一般采用匿名内部类:new InvocationHandler(){}
 *      * 实现方法 invoke ,代理类每一个方法执行一次,将调用一次invoke
 *          参数1.1:Object proxy ,代理对象(即 proxyService,不是“代理之前对象”),一般不用。
 *          参数2.2:Method method ,当前执行的方法
 *              * 当前调用方法名:method.getName();
 *              * 执行目标类方法:Object obj = method.invoke(代理之前对象 , args)
 *          参数3.3:Object[] args
 *              * 当前方法实际参数
 */
public class MyPool {

    private int init_count = 3;        // 初始化连接数目
    private int max_count = 6;        // 最大连接数
    private int current_count = 0;  // 记录当前使用连接数
    // 连接池 (存放所有的初始化连接)
    private LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>();
    //1.  构造函数中,初始化连接放入连接池
    public MyPool() {
        // 初始化连接
        for (int i=0; i<init_count; i++){
            // 记录当前连接数目
            current_count++;
            // 创建原始的连接对象
            Connection con = createConnection();
            // 把连接加入连接池
            pool.addLast(con);
        }
    }
    //2. 创建一个新的连接的方法
    private Connection createConnection(){
        try {
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
            // 原始的目标对象
            final Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///jdbc_demo", "root", "root");
            /**********对con对象代理**************/
            // 对con创建其代理对象
            Connection proxy = (Connection) Proxy.newProxyInstance(
                    con.getClass().getClassLoader(),    // 类加载器
                    //con.getClass().getInterfaces(),   // 当目标对象是一个具体的类的时候 
                    new Class[]{Connection.class},      // 目标对象实现的接口
                    new InvocationHandler() {            // 当调用con对象方法的时候, 自动触发事务处理器
                        @Override
                        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
                                throws Throwable {
                            // 方法返回值
                            Object result = null;
                            // 当前执行的方法的方法名
                            String methodName = method.getName();
                            // 判断当执行了close方法的时候,把连接放入连接池
                            if ("close".equals(methodName)) {
                                System.out.println("begin:当前执行close方法开始!");
                                // 连接放入连接池
                                pool.addLast(con);
                                System.out.println("end: 当前连接已经放入连接池了!");
                            } else {
                                // 调用目标对象方法,注意这里不是代理对象
                                result = method.invoke(con, args);
                            }
                            return result;
                        }
                    }
            );
            return proxy;
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    //3. 获取连接
    public Connection getConnection(){
        // 3.1 判断连接池中是否有连接, 如果有连接,就直接从连接池取出
        if (pool.size() > 0){
            return pool.removeFirst();
        }
        // 3.2 连接池中没有连接: 判断,如果没有达到最大连接数,创建;
        if (current_count < max_count) {
            // 记录当前使用的连接数
            current_count++;
            // 创建连接
            return createConnection();
        }
        // 3.3 如果当前已经达到最大连接数,抛出异常
        throw new RuntimeException("当前连接已经达到最大连接数目 !");
    }
    //4. 释放连接
    public void realeaseConnection(Connection con) {
        // 4.1 判断: 池的数目如果小于初始化连接,就放入池中
        if (pool.size() < init_count){
            pool.addLast(con);
        } else {
            try {
                // 4.2 关闭 
                current_count--;
                con.close();
            } catch (SQLException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
        }
    }
    // 测试:
    public static void main(String[] args) throws SQLException {
        MyPool pool = new MyPool();
        System.out.println("当前连接: " + pool.current_count);  // 3
        // 使用连接
        pool.getConnection();
        pool.getConnection();
        Connection con4 = pool.getConnection();
        Connection con3 = pool.getConnection();
        Connection con2 = pool.getConnection();
        Connection con1 = pool.getConnection();
        // 释放连接, 连接放回连接池
//        pool.realeaseConnection(con1);
        /*
         * 希望:当关闭连接的时候,要把连接放入连接池!【当调用Connection接口的close方法时候,希望触发pool.addLast(con);操作】把连接放入连接池
         * 解决1:实现Connection接口,重写close方法
         * 解决2:动态代理
         */
        con1.close();
        // 再获取
        pool.getConnection();
        System.out.println("连接池:" + pool.pool.size());      // 0
        System.out.println("当前连接: " + pool.current_count);  // 3
    }
}

实例

比如Spring的aop框架,它可以通过简单的配置,在不新增、修改任何业务逻辑代码情况下,动态的给我们的业务逻辑增加诸如日志打印、事务处理、异常处理等,这就是利用的动态代理机制

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