Java动态代理机制详解（类加载，JDK 和CGLIB，Javassist，ASM）

class文件简介及加载

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. */
5. public class Programmer {
6. public void code()
7. {
8. System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");
9. }
10. }

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. */
5. public class MyClassLoader extends ClassLoader {
6. public Class<?> defineMyClass( byte[] b, int off, int len)
7. {
8. return super.defineClass(b, off, len);
9. }
10. }

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. import java.io.File;
3. import java.io.FileInputStream;
4. import java.io.FileNotFoundException;
5. import java.io.IOException;
6. import java.io.InputStream;
7. import java.net.URL;
8. public class MyTest {
9. public static void main(String[] args) throws IOException {
10. //读取本地的class文件内的字节码，转换成字节码数组
11. File file = new File(".");
12. InputStream  input = new FileInputStream(file.getCanonicalPath()+"\\bin\\samples\\Programmer.class");
13. byte[] result = new byte[1024];
14. int count = input.read(result);
15. // 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
16. MyClassLoader loader = new MyClassLoader();
17. Class clazz = loader.defineMyClass( result, 0, count);
18. //测试加载是否成功，打印class 对象的名称
19. System.out.println(clazz.getCanonicalName());
20. //实例化一个Programmer对象
21. Object o= clazz.newInstance();
22. try {
23. //调用Programmer的code方法
24. clazz.getMethod("code", null).invoke(o, null);
25. } catch (IllegalArgumentException | InvocationTargetException
26. | NoSuchMethodException | SecurityException e) {
27. e.printStackTrace();
28. }
29. }
30. }

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. public class Programmer {
4. public void code()
5. {
6. System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");
7. }
8. }

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

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. public class MyGenerator {
6. public static void main(String[] args) throws Exception {
7. ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
8. //创建Programmer类
9. CtClass cc= pool.makeClass("com.samples.Programmer");
10. //定义code方法
11. CtMethod method = CtNewMethod.make("public void code(){}", cc);
12. //插入方法代码
13. method.insertBefore("System.out.println(\"I'm a Programmer,Just Coding.....\");");
14. cc.addMethod(method);
15. //保存生成的字节码
16. cc.writeFile("d://temp");
17. }
18. }

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. * 售票服务接口实现类，车站
4. */
5. public class Station implements TicketService {
6. @Override
7. public void sellTicket() {
8. System.out.println("\n\t售票.....\n");
9. }
10. @Override
11. public void inquire() {
12. System.out.println("\n\t问询。。。。\n");
13. }
14. @Override
15. public void withdraw() {
16. System.out.println("\n\t退票......\n");
17. }
18. }

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

1. package com.foo.proxy;
2. /**
3. * 车票代售点
4. */
5. public class StationProxy implements TicketService {
6. private Station station;
7. public StationProxy(Station station){
8. this.station = station;
9. }
10. @Override
11. public void sellTicket() {
12. // 1.做真正业务前，提示信息
13. 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！××××");
14. // 2.调用真实业务逻辑
15. station.sellTicket();
16. // 3.后处理
17. this.takeHandlingFee();
18. this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临，再见！××××\n");
19. }
20. @Override
21. public void inquire() {
22. // 1做真正业务前，提示信息
23. 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！××××");
24. // 2.调用真实逻辑
25. station.inquire();
26. // 3。后处理
27. this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临，再见！××××\n");
28. }
29. @Override
30. public void withdraw() {
31. // 1。真正业务前处理
32. 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！××××");
33. // 2.调用真正业务逻辑
34. station.withdraw();
35. // 3.后处理
36. this.takeHandlingFee();
37. }
38. /*
39. * 展示额外信息
40. */
41. private void showAlertInfo(String info) {
42. System.out.println(info);
43. }
44. /*
45. * 收取手续费
46. */
47. private void takeHandlingFee() {
48. System.out.println("收取手续费，打印发票。。。。。\n");
49. }
50. }

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. import java.lang.reflect.Constructor;
3. import javassist.*;
4. public class Test {
5. public static void main(String[] args) throws Exception {
6. createProxy();
7. }
8. /*
9. * 手动创建字节码
10. */
11. private static void createProxy() throws Exception
12. {
13. ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
14. CtClass cc = pool.makeClass("com.foo.proxy.StationProxy");
15. //设置接口
16. CtClass interface1 = pool.get("com.foo.proxy.TicketService");
17. cc.setInterfaces(new CtClass[]{interface1});
18. //设置Field
19. CtField field = CtField.make("private com.foo.proxy.Station station;", cc);
20. cc.addField(field);
21. CtClass stationClass = pool.get("com.foo.proxy.Station");
22. CtClass[] arrays = new CtClass[]{stationClass};
23. CtConstructor ctc = CtNewConstructor.make(arrays,null,CtNewConstructor.PASS_NONE,null,null, cc);
24. //设置构造函数内部信息
25. ctc.setBody("{this.station=$1;}");
26. cc.addConstructor(ctc);
27. //创建收取手续 takeHandlingFee方法
28. CtMethod takeHandlingFee = CtMethod.make("private void takeHandlingFee() {}", cc);
29. takeHandlingFee.setBody("System.out.println(\"收取手续费，打印发票。。。。。\");");
30. cc.addMethod(takeHandlingFee);
31. //创建showAlertInfo 方法
32. CtMethod showInfo = CtMethod.make("private void showAlertInfo(String info) {}", cc);
33. showInfo.setBody("System.out.println($1);");
34. cc.addMethod(showInfo);
35. //sellTicket
36. CtMethod sellTicket = CtMethod.make("public void sellTicket(){}", cc);
37. 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！××××\");"
38. + "station.sellTicket();"
39. + "this.takeHandlingFee();"
40. + "this.showAlertInfo(\"××××欢迎您的光临，再见！××××\");}");
41. cc.addMethod(sellTicket);
42. //添加inquire方法
43. CtMethod inquire = CtMethod.make("public void inquire() {}", cc);
44. 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！××××\");"
45. + "station.inquire();"
46. + "this.showAlertInfo(\"××××欢迎您的光临，再见！××××\");}"
47. );
48. cc.addMethod(inquire);
49. //添加widthraw方法
50. CtMethod withdraw = CtMethod.make("public void withdraw() {}", cc);
51. 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！××××\");"
52. + "station.withdraw();"
53. + "this.takeHandlingFee();}"
54. );
55. cc.addMethod(withdraw);
56. //获取动态生成的class
57. Class c = cc.toClass();
58. //获取构造器
59. Constructor constructor= c.getConstructor(Station.class);
60. //通过构造器实例化
61. TicketService o = (TicketService)constructor.newInstance(new Station());
62. o.inquire();
63. cc.writeFile("D://test");
64. }
65. }

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。换一种思路就是：在触发（invoke）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 Object

newProxyInstance(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。

Object

invoke(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. import java.lang.reflect.InvocationHandler;
3. import java.lang.reflect.Proxy;
4. public class Test {
5. public static void main(String[] args) {
6. ElectricCar car = new ElectricCar();
7. // 1.获取对应的ClassLoader
8. ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
9. // 2.获取ElectricCar 所实现的所有接口
10. Class[] interfaces = car.getClass().getInterfaces();
11. // 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
12. InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(car);
13. /*
14. 4.根据上面提供的信息，创建代理对象 在这个过程中，
15. 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
16. b.然后根据相应的字节码转换成对应的class，
17. c.然后调用newInstance()创建实例
18. */
19. Object o = Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, handler);
20. Vehicle vehicle = (Vehicle) o;
21. vehicle.drive();
22. Rechargable rechargeable = (Rechargable) o;
23. rechargeable.recharge();
24. }
25. }

1. package com.foo.proxy;
2. /**
3. * 交通工具接口
4. */
5. public interface Vehicle {
6. public void drive();
7. }

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

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

1. package com.foo.proxy;
2. import java.lang.reflect.InvocationHandler;
3. import java.lang.reflect.Method;
4. public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler {
5. private ElectricCar car;
6. public InvocationHandlerImpl(ElectricCar car)
7. {
8. this.car=car;
9. }
10. @Override
11. public Object invoke(Object paramObject, Method paramMethod,
12. Object[] paramArrayOfObject) throws Throwable {
13. System.out.println("You are going to invoke "+paramMethod.getName()+" ...");
14. paramMethod.invoke(car, null);
15. System.out.println(paramMethod.getName()+" invocation Has Been finished...");
16. return null;
17. }
18. }

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. import java.io.FileOutputStream;
3. import java.io.IOException;
4. import java.lang.reflect.Proxy;
5. import sun.misc.ProxyGenerator;
6. public class ProxyUtils {
7. /*
8. * 将根据类信息 动态生成的二进制字节码保存到硬盘中，
9. * 默认的是clazz目录下
10. * params :clazz 需要生成动态代理类的类
11. * proxyName : 为动态生成的代理类的名称
12. */
13. public static void generateClassFile(Class clazz,String proxyName)
14. {
15. //根据类信息和提供的代理类名称，生成字节码
16. byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, clazz.getInterfaces());
17. String paths = clazz.getResource(".").getPath();
18. System.out.println(paths);
19. FileOutputStream out = null;
20. try {
21. //保留到硬盘中
22. out = new FileOutputStream(paths+proxyName+".class");
23. out.write(classFile);
24. out.flush();
25. } catch (Exception e) {
26. e.printStackTrace();
27. } finally {
28. try {
29. out.close();
30. } catch (IOException e) {
31. e.printStackTrace();
32. }
33. }
34. }
35. }

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. public ElectricCarProxy(InvocationHandler paramInvocationHandler)
19. throws
20. {
21. super(paramInvocationHandler);
22. }
23. public final boolean equals(Object paramObject)
24. throws
25. {
26. try
27. { // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
28. return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
29. }
30. catch (Error|RuntimeException localError)
31. {
32. throw localError;
33. }
34. catch (Throwable localThrowable)
35. {
36. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
37. }
38. }
39. public final void recharge()
40. throws
41. {
42. try
43. {
44. // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
45. this.h.invoke(this, m3, null);
46. return;
47. }
48. catch (Error|RuntimeException localError)
49. {
50. throw localError;
51. }
52. catch (Throwable localThrowable)
53. {
54. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
55. }
56. }
57. public final void drive()
58. throws
59. {
60. try
61. {
62. // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
63. this.h.invoke(this, m4, null);
64. return;
65. }
66. catch (Error|RuntimeException localError)
67. {
68. throw localError;
69. }
70. catch (Throwable localThrowable)
71. {
72. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
73. }
74. }
75. public final int hashCode()
76. throws
77. {
78. try
79. {
80. // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
81. return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
82. }
83. catch (Error|RuntimeException localError)
84. {
85. throw localError;
86. }
87. catch (Throwable localThrowable)
88. {
89. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
90. }
91. }
92. public final String toString()
93. throws
94. {
95. try
96. {
97. // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
98. return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
99. }
100. catch (Error|RuntimeException localError)
101. {
102. throw localError;
103. }
104. catch (Throwable localThrowable)
105. {
106. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
107. }
108. }
109. static
110. {
111. try
112. {  //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
113. m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
114. m3 = Class.forName("com.foo.proxy.Rechargable").getMethod("recharge", new Class[0]);
115. m4 = Class.forName("com.foo.proxy.Vehicle").getMethod("drive", new Class[0]);
116. m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
117. m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
118. return;
119. }
120. catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
121. {
122. throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
123. }
124. catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
125. {
126. throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
127. }
128. }
129. }

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. public class Programmer {
3. public void code()
4. {
5. System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");
6. }
7. }

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

1. package samples;
2. import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
3. public class Test {
4. public static void main(String[] args) {
5. Programmer progammer = new Programmer();
6. Hacker hacker = new Hacker();
7. //cglib 中加强器，用来创建动态代理
8. Enhancer enhancer = new Enhancer();
9. //设置要创建动态代理的类
10. enhancer.setSuperclass(progammer.getClass());
11. // 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
12. enhancer.setCallback(hacker);
13. Programmer proxy =(Programmer)enhancer.create();
14. proxy.code();
15. }
16. }

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. import java.lang.reflect.Method;
3. import net.sf.cglib.core.ReflectUtils;
4. import net.sf.cglib.core.Signature;
5. import net.sf.cglib.proxy.Callback;
6. import net.sf.cglib.proxy.Factory;
7. import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
8. import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
9. public class ProgrammerEnhancerByCGLIBfa7aa2cd extends Programmer
10. implements Factory
11. {
12. //......省略
13. private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;  // Enchaner传入的methodInterceptor
14. // ....省略
15. public final void code()
16. {
17. MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
18. if (tmp4_1 == null)
19. {
20. tmp4_1;
21. CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);//若callback 不为空，则调用methodInterceptor 的intercept()方法
22. }
23. if (this.CGLIB$CALLBACK_0 != null)
24. return;
25. //如果没有设置callback回调函数，则默认执行父类的方法
26. super.code();
27. }
28. //....后续省略
29. }

class文件简介及加载

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. public void code()
8. {
9. System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");
10. }
11. }

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. public Class<?> defineMyClass( byte[] b, int off, int len)
8. {
9. return super.defineClass(b, off, len);
10. }
11. }

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. import java.io.File;
3. import java.io.FileInputStream;
4. import java.io.FileNotFoundException;
5. import java.io.IOException;
6. import java.io.InputStream;
7. import java.net.URL;
8. public class MyTest {
9. public static void main(String[] args) throws IOException {
10. //读取本地的class文件内的字节码，转换成字节码数组
11. File file = new File(".");
12. InputStream  input = new FileInputStream(file.getCanonicalPath()+"\\bin\\samples\\Programmer.class");
13. byte[] result = new byte[1024];
14. int count = input.read(result);
15. // 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
16. MyClassLoader loader = new MyClassLoader();
17. Class clazz = loader.defineMyClass( result, 0, count);
18. //测试加载是否成功，打印class 对象的名称
19. System.out.println(clazz.getCanonicalName());
20. //实例化一个Programmer对象
21. Object o= clazz.newInstance();
22. try {
23. //调用Programmer的code方法
24. clazz.getMethod("code", null).invoke(o, null);
25. } catch (IllegalArgumentException | InvocationTargetException
26. | NoSuchMethodException | SecurityException e) {
27. e.printStackTrace();
28. }
29. }
30. }

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. public class Programmer {
4. public void code()
5. {
6. System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");
7. }
8. }

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

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. public class MyGenerator {
6. public static void main(String[] args) throws Exception {
7. ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
8. //创建Programmer类
9. CtClass cc= pool.makeClass("com.samples.Programmer");
10. //定义code方法
11. CtMethod method = CtNewMethod.make("public void code(){}", cc);
12. //插入方法代码
13. method.insertBefore("System.out.println(\"I'm a Programmer,Just Coding.....\");");
14. cc.addMethod(method);
15. //保存生成的字节码
16. cc.writeFile("d://temp");
17. }
18. }

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

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

1. package com.foo.proxy;
2. /**
3. * 车票代售点
4. * @author louluan
5. *
6. */
7. public class StationProxy implements TicketService {
8. private Station station;
9. public StationProxy(Station station){
10. this.station = station;
11. }
12. @Override
13. public void sellTicket() {
14. // 1.做真正业务前，提示信息
15. 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！××××");
16. // 2.调用真实业务逻辑
17. station.sellTicket();
18. // 3.后处理
19. this.takeHandlingFee();
20. this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临，再见！××××\n");
21. }
22. @Override
23. public void inquire() {
24. // 1做真正业务前，提示信息
25. 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！××××");
26. // 2.调用真实逻辑
27. station.inquire();
28. // 3。后处理
29. this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临，再见！××××\n");
30. }
31. @Override
32. public void withdraw() {
33. // 1。真正业务前处理
34. 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！××××");
35. // 2.调用真正业务逻辑
36. station.withdraw();
37. // 3.后处理
38. this.takeHandlingFee();
39. }
40. /*
41. * 展示额外信息
42. */
43. private void showAlertInfo(String info) {
44. System.out.println(info);
45. }
46. /*
47. * 收取手续费
48. */
49. private void takeHandlingFee() {
50. System.out.println("收取手续费，打印发票。。。。。\n");
51. }
52. }

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. import java.lang.reflect.Constructor;
3. import javassist.*;
4. public class Test {
5. public static void main(String[] args) throws Exception {
6. createProxy();
7. }
8. /*
9. * 手动创建字节码
10. */
11. private static void createProxy() throws Exception
12. {
13. ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
14. CtClass cc = pool.makeClass("com.foo.proxy.StationProxy");
15. //设置接口
16. CtClass interface1 = pool.get("com.foo.proxy.TicketService");
17. cc.setInterfaces(new CtClass[]{interface1});
18. //设置Field
19. CtField field = CtField.make("private com.foo.proxy.Station station;", cc);
20. cc.addField(field);
21. CtClass stationClass = pool.get("com.foo.proxy.Station");
22. CtClass[] arrays = new CtClass[]{stationClass};
23. CtConstructor ctc = CtNewConstructor.make(arrays,null,CtNewConstructor.PASS_NONE,null,null, cc);
24. //设置构造函数内部信息
25. ctc.setBody("{this.station=$1;}");
26. cc.addConstructor(ctc);
27. //创建收取手续 takeHandlingFee方法
28. CtMethod takeHandlingFee = CtMethod.make("private void takeHandlingFee() {}", cc);
29. takeHandlingFee.setBody("System.out.println(\"收取手续费，打印发票。。。。。\");");
30. cc.addMethod(takeHandlingFee);
31. //创建showAlertInfo 方法
32. CtMethod showInfo = CtMethod.make("private void showAlertInfo(String info) {}", cc);
33. showInfo.setBody("System.out.println($1);");
34. cc.addMethod(showInfo);
35. //sellTicket
36. CtMethod sellTicket = CtMethod.make("public void sellTicket(){}", cc);
37. 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！××××\");"
38. + "station.sellTicket();"
39. + "this.takeHandlingFee();"
40. + "this.showAlertInfo(\"××××欢迎您的光临，再见！××××\");}");
41. cc.addMethod(sellTicket);
42. //添加inquire方法
43. CtMethod inquire = CtMethod.make("public void inquire() {}", cc);
44. 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！××××\");"
45. + "station.inquire();"
46. + "this.showAlertInfo(\"××××欢迎您的光临，再见！××××\");}"
47. );
48. cc.addMethod(inquire);
49. //添加widthraw方法
50. CtMethod withdraw = CtMethod.make("public void withdraw() {}", cc);
51. 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！××××\");"
52. + "station.withdraw();"
53. + "this.takeHandlingFee();}"
54. );
55. cc.addMethod(withdraw);
56. //获取动态生成的class
57. Class c = cc.toClass();
58. //获取构造器
59. Constructor constructor= c.getConstructor(Station.class);
60. //通过构造器实例化
61. TicketService o = (TicketService)constructor.newInstance(new Station());
62. o.inquire();
63. cc.writeFile("D://test");
64. }
65. }

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。换一种思路就是：在触发（invoke）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 Object

newProxyInstance(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。

Object

invoke(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. import java.lang.reflect.InvocationHandler;
3. import java.lang.reflect.Proxy;
4. public class Test {
5. public static void main(String[] args) {
6. ElectricCar car = new ElectricCar();
7. // 1.获取对应的ClassLoader
8. ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
9. // 2.获取ElectricCar 所实现的所有接口
10. Class[] interfaces = car.getClass().getInterfaces();
11. // 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
12. InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(car);
13. /*
14. 4.根据上面提供的信息，创建代理对象 在这个过程中，
15. 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
16. b.然后根据相应的字节码转换成对应的class，
17. c.然后调用newInstance()创建实例
18. */
19. Object o = Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, handler);
20. Vehicle vehicle = (Vehicle) o;
21. vehicle.drive();
22. Rechargable rechargeable = (Rechargable) o;
23. rechargeable.recharge();
24. }
25. }

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. public void recharge();
8. }

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. @Override
8. public void drive() {
9. System.out.println("Electric Car is Moving silently...");
10. }
11. @Override
12. public void recharge() {
13. System.out.println("Electric Car is Recharging...");
14. }
15. }

1. package com.foo.proxy;
2. import java.lang.reflect.InvocationHandler;
3. import java.lang.reflect.Method;
4. public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler {
5. private ElectricCar car;
6. public InvocationHandlerImpl(ElectricCar car)
7. {
8. this.car=car;
9. }
10. @Override
11. public Object invoke(Object paramObject, Method paramMethod,
12. Object[] paramArrayOfObject) throws Throwable {
13. System.out.println("You are going to invoke "+paramMethod.getName()+" ...");
14. paramMethod.invoke(car, null);
15. System.out.println(paramMethod.getName()+" invocation Has Been finished...");
16. return null;
17. }
18. }

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. import java.io.FileOutputStream;
3. import java.io.IOException;
4. import java.lang.reflect.Proxy;
5. import sun.misc.ProxyGenerator;
6. public class ProxyUtils {
7. /*
8. * 将根据类信息 动态生成的二进制字节码保存到硬盘中，
9. * 默认的是clazz目录下
10. * params :clazz 需要生成动态代理类的类
11. * proxyName : 为动态生成的代理类的名称
12. */
13. public static void generateClassFile(Class clazz,String proxyName)
14. {
15. //根据类信息和提供的代理类名称，生成字节码
16. byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, clazz.getInterfaces());
17. String paths = clazz.getResource(".").getPath();
18. System.out.println(paths);
19. FileOutputStream out = null;
20. try {
21. //保留到硬盘中
22. out = new FileOutputStream(paths+proxyName+".class");
23. out.write(classFile);
24. out.flush();
25. } catch (Exception e) {
26. e.printStackTrace();
27. } finally {
28. try {
29. out.close();
30. } catch (IOException e) {
31. e.printStackTrace();
32. }
33. }
34. }
35. }

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. public ElectricCarProxy(InvocationHandler paramInvocationHandler)
19. throws
20. {
21. super(paramInvocationHandler);
22. }
23. public final boolean equals(Object paramObject)
24. throws
25. {
26. try
27. { // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
28. return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
29. }
30. catch (Error|RuntimeException localError)
31. {
32. throw localError;
33. }
34. catch (Throwable localThrowable)
35. {
36. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
37. }
38. }
39. public final void recharge()
40. throws
41. {
42. try
43. {
44. // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
45. this.h.invoke(this, m3, null);
46. return;
47. }
48. catch (Error|RuntimeException localError)
49. {
50. throw localError;
51. }
52. catch (Throwable localThrowable)
53. {
54. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
55. }
56. }
57. public final void drive()
58. throws
59. {
60. try
61. {
62. // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
63. this.h.invoke(this, m4, null);
64. return;
65. }
66. catch (Error|RuntimeException localError)
67. {
68. throw localError;
69. }
70. catch (Throwable localThrowable)
71. {
72. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
73. }
74. }
75. public final int hashCode()
76. throws
77. {
78. try
79. {
80. // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
81. return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
82. }
83. catch (Error|RuntimeException localError)
84. {
85. throw localError;
86. }
87. catch (Throwable localThrowable)
88. {
89. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
90. }
91. }
92. public final String toString()
93. throws
94. {
95. try
96. {
97. // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
98. return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
99. }
100. catch (Error|RuntimeException localError)
101. {
102. throw localError;
103. }
104. catch (Throwable localThrowable)
105. {
106. throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
107. }
108. }
109. static
110. {
111. try
112. {  //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
113. m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
114. m3 = Class.forName("com.foo.proxy.Rechargable").getMethod("recharge", new Class[0]);
115. m4 = Class.forName("com.foo.proxy.Vehicle").getMethod("drive", new Class[0]);
116. m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
117. m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
118. return;
119. }
120. catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
121. {
122. throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
123. }
124. catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
125. {
126. throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
127. }
128. }
129. }

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. public void code()
8. {
9. System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");
10. }
11. }

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

1. package samples;
2. import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
3. public class Test {
4. public static void main(String[] args) {
5. Programmer progammer = new Programmer();
6. Hacker hacker = new Hacker();
7. //cglib 中加强器，用来创建动态代理
8. Enhancer enhancer = new Enhancer();
9. //设置要创建动态代理的类
10. enhancer.setSuperclass(progammer.getClass());
11. // 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
12. enhancer.setCallback(hacker);
13. Programmer proxy =(Programmer)enhancer.create();
14. proxy.code();
15. }
16. }

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. import java.lang.reflect.Method;
3. import net.sf.cglib.core.ReflectUtils;
4. import net.sf.cglib.core.Signature;
5. import net.sf.cglib.proxy.Callback;
6. import net.sf.cglib.proxy.Factory;
7. import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
8. import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
9. public class ProgrammerEnhancerByCGLIBfa7aa2cd extends Programmer
10. implements Factory
11. {
12. //......省略
13. private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;  // Enchaner传入的methodInterceptor
14. // ....省略
15. public final void code()
16. {
17. MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
18. if (tmp4_1 == null)
19. {
20. tmp4_1;
21. CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);//若callback 不为空，则调用methodInterceptor 的intercept()方法
22. }
23. if (this.CGLIB$CALLBACK_0 != null)
24. return;
25. //如果没有设置callback回调函数，则默认执行父类的方法
26. super.code();
27. }
28. //....后续省略
29. }