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    class文件简介及加载

    3d走势图综合版 www.hncyb.com      Java编译器编译好Java文件之后,产生.class 文件在磁盘中。这种class文件是二进制文件,内容是只有JVM虚拟机能够识别的机器码。JVM虚拟机读取字节码文件,取出二进制数据,加载到内存中,解析.class 文件内的信息,生成对应的 Class对象:

          class字节码文件是根据JVM虚拟机规范中规定的字节码组织规则生成的、具体class文件是怎样组织类信息的,可以参考 此博文:深入理解Java Class文件格式系列。或者是Java虚拟机规范。

         下面通过一段代码演示手动加载 class文件字节码到系统内,转换成class对象,然后再实例化的过程:

         a. 定义一个 Programmer类:

    1. package samples;  
    2. /** 
    3.  * 程序猿类 
    4.  * @author louluan 
    5.  */  
    6. public class Programmer {  
    7.   
    8.     public void code()  
    9.     {  
    10.         System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");  
    11.     }  
    12. }  
         b. 自定义一个类加载器:

    1. package samples;  
    2. /** 
    3.  * 自定义一个类加载器,用于将字节码转换为class对象 
    4.  * @author louluan 
    5.  */  
    6. public class MyClassLoader extends ClassLoader {  
    7.   
    8.     public Class<?> defineMyClass( byte[] b, int off, int len)   
    9.     {  
    10.         return super.defineClass(b, off, len);  
    11.     }  
    12.       
    13. }  
         c. 然后编译成Programmer.class文件,在程序中读取字节码,然后转换成相应的class对象,再实例化:

    1. package samples;  
    2.   
    3. import java.io.File;  
    4. import java.io.FileInputStream;  
    5. import java.io.FileNotFoundException;  
    6. import java.io.IOException;  
    7. import java.io.InputStream;  
    8. import java.net.URL;  
    9.   
    10. public class MyTest {  
    11.   
    12.     public static void main(String[] args) throws IOException {  
    13.         //读取本地的class文件内的字节码,转换成字节码数组  
    14.         File file = new File(".");  
    15.         InputStream  input = new FileInputStream(file.getCanonicalPath()+"\\bin\\samples\\Programmer.class");  
    16.         byte[] result = new byte[1024];  
    17.           
    18.         int count = input.read(result);  
    19.         // 使用自定义的类加载器将 byte字节码数组转换为对应的class对象  
    20.         MyClassLoader loader = new MyClassLoader();  
    21.         Class clazz = loader.defineMyClass( result, 0, count);  
    22.         //测试加载是否成功,打印class 对象的名称  
    23.         System.out.println(clazz.getCanonicalName());  
    24.                   
    25.                //实例化一个Programmer对象  
    26.                Object o= clazz.newInstance();  
    27.                try {  
    28.                    //调用Programmer的code方法  
    29.                     clazz.getMethod("code"null).invoke(o, null);  
    30.                    } catch (IllegalArgumentException | InvocationTargetException  
    31.                         | NoSuchMethodException | SecurityException e) {  
    32.                      e.printStackTrace();  
    33.                   }  
    34.  }  
    35. }  
        以上代码演示了,通过字节码加载成class 对象的能力,下面看一下在代码中如何生成class文件的字节码。

    在运行期的代码中生成二进制字节码

       由于JVM通过字节码的二进制信息加载类的,那么,如果我们在运行期系统中,遵循Java编译系统组织.class文件的格式和结构,生成相应的二进制数据,然后再把这个二进制数据加载转换成对应的类,这样,就完成了在代码中,动态创建一个类的能力了。


          

    在运行时期可以按照Java虚拟机规范对class文件的组织规则生成对应的二进制字节码。当前有很多开源框架可以完成这些功能,如ASM,Javassist。

    Java字节码生成开源框架介绍--ASM:

    ASM 是一个 Java 字节码操控框架。它能够以二进制形式修改已有类或者动态生成类。ASM 可以直接产生二进制 class 文件,也可以在类被加载入 Java 虚拟机之前动态改变类行为。ASM 从类文件中读入信息后,能够改变类行为,分析类信息,甚至能够根据用户要求生成新类。

    不过ASM在创建class字节码的过程中,操纵的级别是底层JVM的汇编指令级别,这要求ASM使用者要对class组织结构和JVM汇编指令有一定的了解。

    下面通过ASM 生成下面类Programmer的class字节码:

    1. package com.samples;  
    2. import java.io.PrintStream;  
    3.   
    4. public class Programmer {  
    5.   
    6.     public void code()  
    7.     {  
    8.         System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");  
    9.     }  
    10. }  

        使用ASM框架提供了ClassWriter 接口,通过访问者模式进行动态创建class字节码,看下面的例子:

    1. package samples;  
    2.   
    3. import java.io.File;  
    4. import java.io.FileOutputStream;  
    5. import java.io.IOException;  
    6.   
    7. import org.objectweb.asm.ClassWriter;  
    8. import org.objectweb.asm.MethodVisitor;  
    9. import org.objectweb.asm.Opcodes;  
    10. public class MyGenerator {  
    11.   
    12.     public static void main(String[] args) throws IOException {  
    13.   
    14.         System.out.println();  
    15.         ClassWriter classWriter = new ClassWriter(0);  
    16.         // 通过visit方法确定类的头部信息  
    17.         classWriter.visit(Opcodes.V1_7,// java版本  
    18.                 Opcodes.ACC_PUBLIC,// 类修饰符  
    19.                 "Programmer", // 类的全限定名  
    20.                 null"java/lang/Object"null);  
    21.           
    22.         //创建构造函数  
    23.         MethodVisitor mv = classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC, "<init>""()V"nullnull);  
    24.         mv.visitCode();  
    25.         mv.visitVarInsn(Opcodes.ALOAD, 0);  
    26.         mv.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKESPECIAL, "java/lang/Object""<init>","()V");  
    27.         mv.visitInsn(Opcodes.RETURN);  
    28.         mv.visitMaxs(11);  
    29.         mv.visitEnd();  
    30.           
    31.         // 定义code方法  
    32.         MethodVisitor methodVisitor = classWriter.visitMethod(Opcodes.ACC_PUBLIC, "code""()V",  
    33.                 nullnull);  
    34.         methodVisitor.visitCode();  
    35.         methodVisitor.visitFieldInsn(Opcodes.GETSTATIC, "java/lang/System""out",  
    36.                 "Ljava/io/PrintStream;");  
    37.         methodVisitor.visitLdcInsn("I'm a Programmer,Just Coding.....");  
    38.         methodVisitor.visitMethodInsn(Opcodes.INVOKEVIRTUAL, "java/io/PrintStream""println",  
    39.                 "(Ljava/lang/String;)V");  
    40.         methodVisitor.visitInsn(Opcodes.RETURN);  
    41.         methodVisitor.visitMaxs(22);  
    42.         methodVisitor.visitEnd();  
    43.         classWriter.visitEnd();   
    44.         // 使classWriter类已经完成  
    45.         // 将classWriter转换成字节数组写到文件里面去  
    46.         byte[] data = classWriter.toByteArray();  
    47.         File file = new File("D://Programmer.class");  
    48.         FileOutputStream fout = new FileOutputStream(file);  
    49.         fout.write(data);  
    50.         fout.close();  
    51.     }  
    52. }  
         上述的代码执行过后,用Java反编译工具(如JD_GUI)打开D盘下生成的Programmer.class,可以看到以下信息:

            再用上面我们定义的类加载器将这个class文件加载到内存中,然后 创建class对象,并且实例化一个对象,调用code方法,会看到下面的结果:

        以上表明:在代码里生成字节码,并动态地加载成class对象、创建实例是完全可以实现的。

    Java字节码生成开源框架介绍--Javassist:

    Javassist是一个开源的分析、编辑和创建Java字节码的类库。是由东京工业大学的数学和计算机科学系的 Shigeru Chiba (千叶 滋)所创建的。它已加入了开放源代码JBoss 应用服务器项目,通过使用Javassist对字节码操作为JBoss实现动态AOP框架。javassist是jboss的一个子项目,其主要的优点,在于简单,而且快速。直接使用java编码的形式,而不需要了解虚拟机指令,就能动态改变类的结构,或者动态生成类。

    下面通过Javassist创建上述的Programmer类:

    1. import javassist.ClassPool;  
    2. import javassist.CtClass;  
    3. import javassist.CtMethod;  
    4. import javassist.CtNewMethod;  
    5.   
    6. public class MyGenerator {  
    7.   
    8.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
    9.         ClassPool pool = ClassPool.getDefault();  
    10.         //创建Programmer类       
    11.         CtClass cc= pool.makeClass("com.samples.Programmer");  
    12.         //定义code方法  
    13.         CtMethod method = CtNewMethod.make("public void code(){}", cc);  
    14.         //插入方法代码  
    15.         method.insertBefore("System.out.println(\"I'm a Programmer,Just Coding.....\");");  
    16.         cc.addMethod(method);  
    17.         //保存生成的字节码  
    18.         cc.writeFile("d://temp");  
    19.     }  
    20. }  
    通过JD-gui反编译工具打开Programmer.class 可以看到以下代码:



    代理的基本构成:

            代理模式上,基本上有Subject角色,RealSubject角色,Proxy角色。其中:Subject角色负责定义RealSubject和Proxy角色应该实现的接口;RealSubject角色用来真正完成业务服务功能;Proxy角色负责将自身的Request请求,调用realsubject 对应的request功能来实现业务功能,自己不真正做业务。

          

          

          上面的这幅代理结构图是典型的静态的代理模式:

           当在代码阶段规定这种代理关系,Proxy类通过编译器编译成class文件,当系统运行时,此class已经存在了。这种静态的代理模式固然在访问无法访问的资源,增强现有的接口业务功能方面有很大的优点,但是大量使用这种静态代理,会使我们系统内的类的规模增大,并且不易维护;并且由于Proxy和RealSubject的功能 本质上是相同的,Proxy只是起到了中介的作用,这种代理在系统中的存在,导致系统结构比较臃肿和松散。

           为了解决这个问题,就有了动态地创建Proxy的想法:在运行状态中,需要代理的地方,根据Subject 和RealSubject,动态地创建一个Proxy,用完之后,就会销毁,这样就可以避免了Proxy 角色的class在系统中冗杂的问题了。

    下面以一个代理模式实例阐述这一问题:

       将车站的售票服务抽象出一个接口TicketService,包含问询,卖票,退票功能,车站类Station实现了TicketService接口,车票代售点StationProxy则实现了代理角色的功能,类图如下所示。


    对应的静态的代理模式代码如下所示:

    1. package com.foo.proxy;  
    2.   
    3. /** 
    4.  * 售票服务接口实现类,车站 
    5.  * @author louluan 
    6.  */  
    7. public class Station implements TicketService {  
    8.   
    9.     @Override  
    10.     public void sellTicket() {  
    11.         System.out.println("\n\t售票.....\n");  
    12.     }  
    13.   
    14.     @Override  
    15.     public void inquire() {  
    16.         System.out.println("\n\t问询。。。。\n");  
    17.     }  
    18.   
    19.     @Override  
    20.     public void withdraw() {  
    21.         System.out.println("\n\t退票......\n");  
    22.     }  
    23.   
    24. }  

    1. package com.foo.proxy;  
    2. /** 
    3.  * 售票服务接口  
    4.  * @author louluan 
    5.  */  
    6. public interface TicketService {  
    7.   
    8.     //售票  
    9.     public void sellTicket();  
    10.       
    11.     //问询  
    12.     public void inquire();  
    13.       
    14.     //退票  
    15.     public void withdraw();  
    16.       
    17. }  

    1. package com.foo.proxy;  
    2.   
    3. /** 
    4.  * 车票代售点 
    5.  * @author louluan 
    6.  * 
    7.  */  
    8. public class StationProxy implements TicketService {  
    9.   
    10.     private Station station;  
    11.   
    12.     public StationProxy(Station station){  
    13.         this.station = station;  
    14.     }  
    15.       
    16.     @Override  
    17.     public void sellTicket() {  
    18.   
    19.         // 1.做真正业务前,提示信息  
    20.         this.showAlertInfo("××××您正在使用车票代售点进行购票,每张票将会收取5元手续费!××××");  
    21.         // 2.调用真实业务逻辑  
    22.         station.sellTicket();  
    23.         // 3.后处理  
    24.         this.takeHandlingFee();  
    25.         this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临,再见!××××\n");  
    26.   
    27.     }  
    28.   
    29.     @Override  
    30.     public void inquire() {  
    31.         // 1做真正业务前,提示信息  
    32.         this.showAlertInfo("××××欢迎光临本代售点,问询服务不会收取任何费用,本问询信息仅供参考,具体信息以车站真实数据为准!××××");  
    33.         // 2.调用真实逻辑  
    34.         station.inquire();  
    35.         // 3。后处理  
    36.         this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临,再见!××××\n");  
    37.     }  
    38.   
    39.     @Override  
    40.     public void withdraw() {  
    41.         // 1。真正业务前处理  
    42.         this.showAlertInfo("××××欢迎光临本代售点,退票除了扣除票额的20%外,本代理处额外加收2元手续费!××××");  
    43.         // 2.调用真正业务逻辑  
    44.         station.withdraw();  
    45.         // 3.后处理  
    46.         this.takeHandlingFee();  
    47.   
    48.     }  
    49.   
    50.     /* 
    51.      * 展示额外信息 
    52.      */  
    53.     private void showAlertInfo(String info) {  
    54.         System.out.println(info);  
    55.     }  
    56.   
    57.     /* 
    58.      * 收取手续费 
    59.      */  
    60.     private void takeHandlingFee() {  
    61.         System.out.println("收取手续费,打印发票。。。。。\n");  
    62.     }  
    63.   
    64. }  

    由于我们现在不希望静态地有StationProxy类存在,希望在代码中,动态生成器二进制代码,加载进来。为此,使用Javassist开源框架,在代码中动态地生成StationProxy的字节码:
    1. package com.foo.proxy;  
    2.   
    3.   
    4. import java.lang.reflect.Constructor;  
    5.   
    6. import javassist.*;  
    7. public class Test {  
    8.   
    9.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
    10.        createProxy();  
    11.     }  
    12.       
    13.     /* 
    14.      * 手动创建字节码 
    15.      */  
    16.     private static void createProxy() throws Exception  
    17.     {  
    18.         ClassPool pool = ClassPool.getDefault();  
    19.   
    20.         CtClass cc = pool.makeClass("com.foo.proxy.StationProxy");  
    21.           
    22.         //设置接口  
    23.         CtClass interface1 = pool.get("com.foo.proxy.TicketService");  
    24.         cc.setInterfaces(new CtClass[]{interface1});  
    25.           
    26.         //设置Field  
    27.         CtField field = CtField.make("private com.foo.proxy.Station station;", cc);  
    28.           
    29.         cc.addField(field);  
    30.           
    31.         CtClass stationClass = pool.get("com.foo.proxy.Station");  
    32.         CtClass[] arrays = new CtClass[]{stationClass};  
    33.         CtConstructor ctc = CtNewConstructor.make(arrays,null,CtNewConstructor.PASS_NONE,null,null, cc);  
    34.         //设置构造函数内部信息  
    35.         ctc.setBody("{this.station=$1;}");  
    36.         cc.addConstructor(ctc);  
    37.   
    38.         //创建收取手续 takeHandlingFee方法  
    39.         CtMethod takeHandlingFee = CtMethod.make("private void takeHandlingFee() {}", cc);  
    40.         takeHandlingFee.setBody("System.out.println(\"收取手续费,打印发票。。。。。\");");  
    41.         cc.addMethod(takeHandlingFee);  
    42.           
    43.         //创建showAlertInfo 方法  
    44.         CtMethod showInfo = CtMethod.make("private void showAlertInfo(String info) {}", cc);  
    45.         showInfo.setBody("System.out.println($1);");  
    46.         cc.addMethod(showInfo);  
    47.           
    48.         //sellTicket  
    49.         CtMethod sellTicket = CtMethod.make("public void sellTicket(){}", cc);  
    50.         sellTicket.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××您正在使用车票代售点进行购票,每张票将会收取5元手续费!××××\");"  
    51.                 + "station.sellTicket();"  
    52.                 + "this.takeHandlingFee();"  
    53.                 + "this.showAlertInfo(\"××××欢迎您的光临,再见!××××\");}");  
    54.         cc.addMethod(sellTicket);  
    55.           
    56.         //添加inquire方法  
    57.         CtMethod inquire = CtMethod.make("public void inquire() {}", cc);  
    58.         inquire.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××欢迎光临本代售点,问询服务不会收取任何费用,本问询信息仅供参考,具体信息以车站真实数据为准!××××\");"  
    59.         + "station.inquire();"  
    60.         + "this.showAlertInfo(\"××××欢迎您的光临,再见!××××\");}"  
    61.         );  
    62.         cc.addMethod(inquire);  
    63.           
    64.         //添加widthraw方法  
    65.         CtMethod withdraw = CtMethod.make("public void withdraw() {}", cc);  
    66.         withdraw.setBody("{this.showAlertInfo(\"××××欢迎光临本代售点,退票除了扣除票额的20%外,本代理处额外加收2元手续费!××××\");"  
    67.                 + "station.withdraw();"  
    68.                 + "this.takeHandlingFee();}"  
    69.                 );  
    70.         cc.addMethod(withdraw);  
    71.           
    72.         //获取动态生成的class  
    73.         Class c = cc.toClass();  
    74.         //获取构造器  
    75.         Constructor constructor= c.getConstructor(Station.class);  
    76.         //通过构造器实例化  
    77.         TicketService o = (TicketService)constructor.newInstance(new Station());  
    78.         o.inquire();  
    79.           
    80.         cc.writeFile("D://test");  
    81.     }  
    82.       
    83. }  

    上述代码执行过后,会产生StationProxy的字节码,并且用生成字节码加载如内存创建对象,调用inquire()方法,会得到以下结果:


    通过上面动态生成的代码,我们发现,其实现相当地麻烦在创造的过程中,含有太多的业务代码。我们使用上述创建Proxy代理类的方式的初衷是减少系统代码的冗杂度,但是上述做法却增加了在动态创建代理类过程中的复杂度:手动地创建了太多的业务代码,并且封装性也不够,完全不具有可拓展性和通用性。如果某个代理类的一些业务逻辑非常复杂,上述的动态创建代理的方式是非常不可取的!

    InvocationHandler角色的由来

    仔细思考代理模式中的代理Proxy角色。Proxy角色在执行代理业务的时候,无非是在调用真正业务之前或者之后做一些“额外”业务。

           有上图可以看出,代理类处理的逻辑很简单:在调用某个方法前及方法后做一些额外的业务?;灰恢炙悸肪褪牵涸诖シⅲ╥nvoke)真实角色的方法之前或者之后做一些额外的业务。那么,为了构造出具有通用性和简单性的代理类,可以将所有的触发真实角色动作交给一个触发的管理器,让这个管理器统一地管理触发。这种管理器就是Invocation Handler。

    动态代理模式的结构跟上面的静态代理模式稍微有所不同,多引入了一个InvocationHandler角色。

    先解释一下InvocationHandler的作用:

    在静态代理中,代理Proxy中的方法,都指定了调用了特定的realSubject中的对应的方法:

    在上面的静态代理模式下,Proxy所做的事情,无非是调用在不同的request时,调用触发realSubject对应的方法;更抽象点看,Proxy所作的事情;在Java中 方法(Method)也是作为一个对象来看待了,

    动态代理工作的基本模式就是将自己的方法功能的实现交给 InvocationHandler角色,外界对Proxy角色中的每一个方法的调用,Proxy角色都会交给InvocationHandler来处理,而InvocationHandler则调用具体对象角色的方法。如下图所示:


    在这种模式之中:代理Proxy 和RealSubject 应该实现相同的功能,这一点相当重要。(我这里说的功能,可以理解为某个类的public方法)

    在面向对象的编程之中,如果我们想要约定Proxy 和RealSubject可以实现相同的功能,有两种方式:

        a.一个比较直观的方式,就是定义一个功能接口,然后让Proxy 和RealSubject来实现这个接口。

        b.还有比较隐晦的方式,就是通过继承。因为如果Proxy 继承自RealSubject,这样Proxy则拥有了RealSubject的功能,Proxy还可以通过重写RealSubject中的方法,来实现多态。

    其中JDK中提供的创建动态代理的机制,是以a 这种思路设计的,而cglib 则是以b思路设计的。

    JDK的动态代理创建机制----通过接口

       比如现在想为RealSubject这个类创建一个动态代理对象,JDK主要会做以下工作:

        1.   获取 RealSubject上的所有接口列表;
        2.   确定要生成的代理类的类名,默认为:com.sun.proxy.$ProxyXXXX ;

        3.   根据需要实现的接口信息,在代码中动态创建 该Proxy类的字节码;

        4 .  将对应的字节码转换为对应的class 对象;

        5.   创建InvocationHandler 实例handler,用来处理Proxy所有方法调用;

        6.   Proxy 的class对象 以创建的handler对象为参数,实例化一个proxy对象


    JDK通过 java.lang.reflect.Proxy包来支持动态代理,一般情况下,我们使用下面的newProxyInstance方法

    static ObjectnewProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)
              返回一个指定接口的代理类实例,该接口可以将方法调用指派到指定的调用处理程序。
    而对于InvocationHandler,我们需要实现下列的invoke方法:

    在调用代理对象中的每一个方法时,在代码内部,都是直接调用了InvocationHandler 的invoke方法,而invoke方法根据代理类传递给自己的method参数来区分是什么方法。

     Objectinvoke(Object proxy,Method method,Object[] args)
              在代理实例上处理方法调用并返回结果。

    讲的有点抽象,下面通过一个实例来演示一下吧:

    JDK动态代理示例

        现在定义两个接口Vehicle和Rechargable,Vehicle表示交通工具类,有drive()方法;Rechargable接口表示可充电的(工具),有recharge() 方法;

        定义一个实现两个接口的类ElectricCar,类图如下:

           

    通过下面的代码片段,来为ElectricCar创建动态代理类:

    1. package com.foo.proxy;  
    2.   
    3. import java.lang.reflect.InvocationHandler;  
    4. import java.lang.reflect.Proxy;  
    5.   
    6. public class Test {  
    7.   
    8.     public static void main(String[] args) {  
    9.   
    10.         ElectricCar car = new ElectricCar();  
    11.         // 1.获取对应的ClassLoader  
    12.         ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();  
    13.   
    14.         // 2.获取ElectricCar 所实现的所有接口  
    15.         Class[] interfaces = car.getClass().getInterfaces();  
    16.         // 3.设置一个来自代理传过来的方法调用请求处理器,处理所有的代理对象上的方法调用  
    17.         InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(car);  
    18.         /* 
    19.           4.根据上面提供的信息,创建代理对象 在这个过程中,  
    20.                          a.JDK会通过根据传入的参数信息动态地在内存中创建和.class 文件等同的字节码 
    21.                  b.然后根据相应的字节码转换成对应的class,  
    22.                          c.然后调用newInstance()创建实例 
    23.          */  
    24.         Object o = Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, handler);  
    25.         Vehicle vehicle = (Vehicle) o;  
    26.         vehicle.drive();  
    27.         Rechargable rechargeable = (Rechargable) o;  
    28.         rechargeable.recharge();  
    29.     }  
    30. }  
    1. package com.foo.proxy;  
    2. /** 
    3.  * 交通工具接口 
    4.  * @author louluan 
    5.  */  
    6. public interface Vehicle {  
    7.     public void drive();  
    8. }  

    1. package com.foo.proxy;  
    2. /** 
    3.  * 可充电设备接口 
    4.  * @author louluan 
    5.  */  
    6. public interface Rechargable {  
    7.   
    8.     public void recharge();  
    9. }  

    1. package com.foo.proxy;  
    2. /** 
    3.  * 电能车类,实现Rechargable,Vehicle接口 
    4.  * @author louluan 
    5.  */  
    6. public class ElectricCar implements Rechargable, Vehicle {  
    7.   
    8.     @Override  
    9.     public void drive() {  
    10.         System.out.println("Electric Car is Moving silently...");  
    11.     }  
    12.   
    13.     @Override  
    14.     public void recharge() {  
    15.         System.out.println("Electric Car is Recharging...");  
    16.     }  
    17.   
    18. }  

    1. package com.foo.proxy;  
    2.   
    3. import java.lang.reflect.InvocationHandler;  
    4. import java.lang.reflect.Method;  
    5.   
    6. public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler {  
    7.   
    8.     private ElectricCar car;  
    9.       
    10.     public InvocationHandlerImpl(ElectricCar car)  
    11.     {  
    12.         this.car=car;  
    13.     }  
    14.       
    15.     @Override  
    16.     public Object invoke(Object paramObject, Method paramMethod,  
    17.             Object[] paramArrayOfObject) throws Throwable {  
    18.         System.out.println("You are going to invoke "+paramMethod.getName()+" ...");  
    19.         paramMethod.invoke(car, null);  
    20.         System.out.println(paramMethod.getName()+" invocation Has Been finished...");  
    21.         return null;  
    22.     }  
    23.   
    24. }  
    来看一下代码执行后的结果:

     生成动态代理类的字节码并且保存到硬盘中:  

    JDK提供了sun.misc.ProxyGenerator.generateProxyClass(String proxyName,class[] interfaces) 底层方法来产生动态代理类的字节码:

    下面定义了一个工具类,用来将生成的动态代理类保存到硬盘中:

    1. package com.foo.proxy;  
    2.   
    3. import java.io.FileOutputStream;  
    4. import java.io.IOException;  
    5. import java.lang.reflect.Proxy;  
    6. import sun.misc.ProxyGenerator;  
    7.   
    8. public class ProxyUtils {  
    9.   
    10.     /* 
    11.      * 将根据类信息 动态生成的二进制字节码保存到硬盘中, 
    12.      * 默认的是clazz目录下 
    13.          * params :clazz 需要生成动态代理类的类 
    14.          * proxyName : 为动态生成的代理类的名称 
    15.          */  
    16.     public static void generateClassFile(Class clazz,String proxyName)  
    17.     {  
    18.         //根据类信息和提供的代理类名称,生成字节码  
    19.                 byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, clazz.getInterfaces());   
    20.         String paths = clazz.getResource(".").getPath();  
    21.         System.out.println(paths);  
    22.         FileOutputStream out = null;    
    23.           
    24.         try {  
    25.             //保留到硬盘中  
    26.             out = new FileOutputStream(paths+proxyName+".class");    
    27.             out.write(classFile);    
    28.             out.flush();    
    29.         } catch (Exception e) {    
    30.             e.printStackTrace();    
    31.         } finally {    
    32.             try {    
    33.                 out.close();    
    34.             } catch (IOException e) {    
    35.                 e.printStackTrace();    
    36.             }    
    37.         }    
    38.     }  
    39.       
    40. }  
    现在我们想将生成的代理类起名为“ElectricCarProxy”,并保存在硬盘,应该使用以下语句:
    1. ProxyUtils.generateClassFile(car.getClass(), "ElectricCarProxy");  
    这样将在ElectricCar.class 同级目录下产生 ElectricCarProxy.class文件。用反编译工具如jd-gui.exe 打开,将会看到以下信息:
    1. import com.foo.proxy.Rechargable;  
    2. import com.foo.proxy.Vehicle;  
    3. import java.lang.reflect.InvocationHandler;  
    4. import java.lang.reflect.Method;  
    5. import java.lang.reflect.Proxy;  
    6. import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;  
    7. /** 
    8.  生成的动态代理类的组织模式是继承Proxy类,然后实现需要实现代理的类上的所有接口,而在实现的过程中,则是通过将所有的方法都交给了InvocationHandler来处理 
    9. */  
    10.  public final class ElectricCarProxy extends Proxy  
    11.   implements Rechargable, Vehicle  
    12. {  
    13.   private static Method m1;  
    14.   private static Method m3;  
    15.   private static Method m4;  
    16.   private static Method m0;  
    17.   private static Method m2;  
    18.   
    19.   public ElectricCarProxy(InvocationHandler paramInvocationHandler)  
    20.     throws   
    21.   {  
    22.     super(paramInvocationHandler);  
    23.   }  
    24.   
    25.   public final boolean equals(Object paramObject)  
    26.     throws   
    27.   {  
    28.     try  
    29.     { // 方法功能实现交给InvocationHandler处理  
    30.       return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();  
    31.     }  
    32.     catch (Error|RuntimeException localError)  
    33.     {  
    34.       throw localError;  
    35.     }  
    36.     catch (Throwable localThrowable)  
    37.     {  
    38.       throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    39.     }  
    40.   }  
    41.   
    42.   public final void recharge()  
    43.     throws   
    44.   {  
    45.     try  
    46.     {  
    47.   
    48.        // 方法功能实现交给InvocationHandler处理  
    49.   
    50.       this.h.invoke(this, m3, null);  
    51.       return;  
    52.     }  
    53.     catch (Error|RuntimeException localError)  
    54.     {  
    55.       throw localError;  
    56.     }  
    57.     catch (Throwable localThrowable)  
    58.     {  
    59.       throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    60.     }  
    61.   }  
    62.   
    63.   public final void drive()  
    64.     throws   
    65.   {  
    66.     try  
    67.     {  
    68.   
    69.        // 方法功能实现交给InvocationHandler处理  
    70.   
    71.       this.h.invoke(this, m4, null);  
    72.       return;  
    73.     }  
    74.     catch (Error|RuntimeException localError)  
    75.     {  
    76.       throw localError;  
    77.     }  
    78.     catch (Throwable localThrowable)  
    79.     {  
    80.       throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    81.     }  
    82.   }  
    83.   
    84.   public final int hashCode()  
    85.     throws   
    86.   {  
    87.     try  
    88.     {  
    89.   
    90.        // 方法功能实现交给InvocationHandler处理  
    91.   
    92.        return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();  
    93.     }  
    94.     catch (Error|RuntimeException localError)  
    95.     {  
    96.       throw localError;  
    97.     }  
    98.     catch (Throwable localThrowable)  
    99.     {  
    100.       throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    101.     }  
    102.   }  
    103.   
    104.   public final String toString()  
    105.     throws   
    106.   {  
    107.     try  
    108.     {  
    109.   
    110.        // 方法功能实现交给InvocationHandler处理  
    111.       return (String)this.h.invoke(this, m2, null);  
    112.     }  
    113.     catch (Error|RuntimeException localError)  
    114.     {  
    115.       throw localError;  
    116.     }  
    117.     catch (Throwable localThrowable)  
    118.     {  
    119.       throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);  
    120.     }  
    121.   }  
    122.   
    123.   static  
    124.   {  
    125.     try  
    126.     {  //为每一个需要方法对象,当调用相应的方法时,分别将方法对象作为参数传递给InvocationHandler处理  
    127.       m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals"new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });  
    128.       m3 = Class.forName("com.foo.proxy.Rechargable").getMethod("recharge"new Class[0]);  
    129.       m4 = Class.forName("com.foo.proxy.Vehicle").getMethod("drive"new Class[0]);  
    130.       m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode"new Class[0]);  
    131.       m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString"new Class[0]);  
    132.       return;  
    133.     }  
    134.     catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)  
    135.     {  
    136.       throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());  
    137.     }  
    138.     catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)  
    139.     {  
    140.       throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());  
    141.     }  
    142.   }  
    143. }  


    仔细观察可以看出生成的动态代理类有以下特点:

    1.继承自 java.lang.reflect.Proxy,实现了 Rechargable,Vehicle 这两个ElectricCar实现的接口;

    2.类中的所有方法都是final 的;

    3.所有的方法功能的实现都统一调用了InvocationHandler的invoke()方法。



    cglib 生成动态代理类的机制----通过类继承:

           JDK中提供的生成动态代理类的机制有个鲜明的特点是: 某个类必须有实现的接口,而生成的代理类也只能代理某个类接口定义的方法,比如:如果上面例子的ElectricCar实现了继承自两个接口的方法外,另外实现了方法bee() ,则在产生的动态代理类中不会有这个方法了!更极端的情况是:如果某个类没有实现接口,那么这个类就不能同JDK产生动态代理了!

          幸好我们有cglib。“CGLIB(Code Generation Library),是一个强大的,高性能,高质量的Code生成类库,它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口。”

    cglib 创建某个类A的动态代理类的模式是:

    1.   查找A上的所有非final 的public类型的方法定义;

    2.   将这些方法的定义转换成字节码;

    3.   将组成的字节码转换成相应的代理的class对象;

    4.   实现 MethodInterceptor接口,用来处理 对代理类上所有方法的请求(这个接口和JDK动态代理InvocationHandler的功能和角色是一样的)

    一个有趣的例子:定义一个Programmer类,一个Hacker类

    1. package samples;  
    2. /** 
    3.  * 程序猿类 
    4.  * @author louluan 
    5.  */  
    6. public class Programmer {  
    7.   
    8.     public void code()  
    9.     {  
    10.         System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");  
    11.     }  
    12. }  

    1. package samples;  
    2.   
    3. import java.lang.reflect.Method;  
    4.   
    5. import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;  
    6. import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;  
    7. /* 
    8.  * 实现了方法拦截器接口 
    9.  */  
    10. public class Hacker implements MethodInterceptor {  
    11.     @Override  
    12.     public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,  
    13.             MethodProxy proxy) throws Throwable {  
    14.         System.out.println("**** I am a hacker,Let's see what the poor programmer is doing Now...");  
    15.         proxy.invokeSuper(obj, args);  
    16.         System.out.println("****  Oh,what a poor programmer.....");  
    17.         return null;  
    18.     }  
    19.   
    20. }  

    1. package samples;  
    2.   
    3. import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;  
    4.   
    5. public class Test {  
    6.   
    7.     public static void main(String[] args) {  
    8.         Programmer progammer = new Programmer();  
    9.           
    10.         Hacker hacker = new Hacker();  
    11.         //cglib 中加强器,用来创建动态代理  
    12.         Enhancer enhancer = new Enhancer();    
    13.                  //设置要创建动态代理的类  
    14.         enhancer.setSuperclass(progammer.getClass());    
    15.                // 设置回调,这里相当于是对于代理类上所有方法的调用,都会调用CallBack,而Callback则需要实行intercept()方法进行拦截  
    16.                 enhancer.setCallback(hacker);  
    17.                 Programmer proxy =(Programmer)enhancer.create();  
    18.                 proxy.code();  
    19.           
    20.     }  
    21. }  
    程序执行结果:

    让我们看看通过cglib生成的class文件内容:

    1. package samples;  
    2.   
    3. import java.lang.reflect.Method;  
    4. import net.sf.cglib.core.ReflectUtils;  
    5. import net.sf.cglib.core.Signature;  
    6. import net.sf.cglib.proxy.Callback;  
    7. import net.sf.cglib.proxy.Factory;  
    8. import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;  
    9. import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;  
    10.   
    11. public class Programmer$$EnhancerByCGLIB$$fa7aa2cd extends Programmer  
    12.   implements Factory  
    13. {  
    14.    //......省略  
    15.   private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;  // Enchaner传入的methodInterceptor  
    16.    // ....省略  
    17.   public final void code()  
    18.   {  
    19.     MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;  
    20.     if (tmp4_1 == null)  
    21.     {  
    22.       tmp4_1;  
    23.       CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);//若callback 不为空,则调用methodInterceptor 的intercept()方法  
    24.     }  
    25.     if (this.CGLIB$CALLBACK_0 != null)  
    26.       return;  
    27.       //如果没有设置callback回调函数,则默认执行父类的方法  
    28.       super.code();  
    29.   }  
    30.    //....后续省略  
    31. }  
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