从静态代理到动态代理的演变

Posted on 2010-08-16 10:55 java小爬虫 阅读(1625) 评论(0)  编辑  收藏
如上文：代理模式和装饰者模式中的静态代理实例，它具有如下缺陷：
    1：代理类不可重用，具有相同代理逻辑的类会大量产生；
    2：被代理方法惟一，如果有多个方法都需要相同逻辑的代理，那么代理类中就有大量的相似的方法存在；
    3：代理方法不具有参数；
    4：只实现了单接口了代理；
所以它并不具有实战意义上的价值！

那么，这些问题该如何解决呢？动态代理又是一步一步如何演变过来的呢？

下面就让我们来一步一步以实例的方式来探究它的演变的细节。

如果我们能动态产生一个代理类的源文件，编译后加载到内存，那么我们就可以获取到动态的代理对象。
package proxy;

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

import javax.tools.JavaCompiler;
import javax.tools.StandardJavaFileManager;
import javax.tools.ToolProvider;
import javax.tools.JavaCompiler.CompilationTask;

public class Proxy {
    public static Object newProxyInstance(Object target) throws Exception { //JDK6 Complier API, CGLib, ASM

        String rt = "\r\n";
        String t = "\t";
            
        String src ="package proxy;"+ rt + t +    
        "public class TankTimeProxy implements Movable {"+ rt + t +    
        "private Movable obj;    "+ rt + t +    
        "public TankTimeProxy(Movable obj) {"+ rt + t +    
        "super();"+ rt + t +    
        "this.obj = obj;"+ rt + t +    
        "}"+ rt + t +    
        "@Override"+ rt + t +    
        "public void move() {"+ rt + t +    
        "long begintime = System.currentTimeMillis();"+ rt + t +    
        "System.out.println(\" Tank is begining to move !\");"+ rt + t +    
        "obj.move();"+ rt + t +    
        "long endtime = System.currentTimeMillis();"+ rt + t +    
        "System.out.println(\" Tank is stop !\");"+ rt + t +    
        "System.out.println(\"move time : \"+(endtime-begintime));"+ rt + t +    
        "}"+ rt + t +    
        "}";  
        String fileName =System.getProperty("user.dir")+"/src/proxy/TankTimeProxy.java";
        File f = new File(fileName);
        FileWriter fw = new FileWriter(f);
        if(f.exists()){
            f.delete();
            fw.flush();
            f = new File(fileName);
            };
        fw.write(src);
        fw.flush();
        fw.close();
        
        //compile
        JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
        StandardJavaFileManager fileMgr = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
        Iterable units = fileMgr.getJavaFileObjects(fileName);
        CompilationTask compilationTask = compiler.getTask(null, fileMgr, null, null, null, units);
        compilationTask.call();
        fileMgr.close();
        
        //load into memory and create an instance
        URL[] urls = new URL[] {new URL("file:/" + System.getProperty("user.dir")+ "/src/")};
        URLClassLoader ul = new URLClassLoader(urls);
        Class c = ul.loadClass("proxy.TankTimeProxy");    
                
        Constructor ctr = c.getConstructor(target.getClass().getInterfaces()[0]);
        Object m = ctr.newInstance(target);
        return m;
    }
}

测试类：
package proxy;
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Movable tank = (Movable)Proxy.newProxyInstance(new Tank());
        tank.move();
    }
}




上面的类就实现了生成TankTimeProxy.java文件，编译，加载并被调用的功能。（全部源码见：代理模式和装饰者模式异同点比较）

那么怎么实现代理任意对象呢？
在产生代理类的时候，只要动态的注入目标对象，就实现了对任意对象的代理。
怎么实现对任意方法的代理呢？通过java反射机制，可以获取一个类的所有方法，即可以获取目标类的所有方法，在组成代理类java源码的时候，循环遍历嵌入处理逻辑就可以任意对多方法的代理了。

示例代码如下：

package proxy;

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

import javax.tools.JavaCompiler;
import javax.tools.StandardJavaFileManager;
import javax.tools.ToolProvider;
import javax.tools.JavaCompiler.CompilationTask;

public class Proxy {
    public static Object newProxyInstance(Class intface,Object target) throws Exception { //JDK6 Complier API, CGLib, ASM

        String rt = "\r\n";
        String t = "\t";
        String methodStr = "" ;
                
        Method[] methods = intface.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            methodStr += "@Override"+ rt + t +    
            "public void "+method.getName()+"() {"+ rt + t +    
            "long begintime = System.currentTimeMillis();"+ rt + t +    
            "System.out.println(\" Tank is begining to move !\");"+ rt + t +    
            "obj."+method.getName()+"();"+ rt + t +    
            "long endtime = System.currentTimeMillis();"+ rt + t +    
            "System.out.println(\" Tank is stop !\");"+ rt + t +    
            "System.out.println(\"move time : \"+(endtime-begintime));"+ rt + t +    
            "}"+ rt + t; 
        }
        
        System.out.println(methodStr);
        
        String src ="package proxy;"+ rt + t +  
        "import "+intface.getName()+";"+ rt + t + 
        "public class $Proxy1 implements "+intface.getSimpleName()+" {"+ rt + t +    
        "private "+intface.getSimpleName()+" obj;    "+ rt + t +    
        "public $Proxy1("+intface.getSimpleName()+" obj) {"+ rt + t +    
        "super();"+ rt + t +    
        "this.obj = obj;"+ rt + t +    
        "}" + rt + t +    
        methodStr +rt +
        "}";
         
        String fileName =System.getProperty("user.dir")+"/src/proxy/$Proxy1.java";
        File f = new File(fileName);
        FileWriter fw = new FileWriter(f);
        if(f.exists()){
            f.delete();
            fw.flush();
            f = new File(fileName);
            };
        fw.write(src);
        fw.flush();
        fw.close();
        
        //compile
        JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
        StandardJavaFileManager fileMgr = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
        Iterable units = fileMgr.getJavaFileObjects(fileName);
        CompilationTask compilationTask = compiler.getTask(null, fileMgr, null, null, null, units);
        compilationTask.call();
        fileMgr.close();
        
        //load into memory and create an instance
        URL[] urls = new URL[] {new URL("file:/" + System.getProperty("user.dir")+ "/src/")};
        URLClassLoader ul = new URLClassLoader(urls);
        Class c = ul.loadClass("proxy.$Proxy1");    
                                
        Constructor ctr = c.getConstructor(intface);
        Object m = ctr.newInstance(target);
        return m;
    }
}

但是新的问题又出现了：
在代理类中，被代理方法前后的处理逻辑已经被“写死了”，很难改变增加的功能，这又该如何处理呢？
我们可以这样考虑，增加一个调用处理器InvocationHandler，把对方法的处理逻辑进行进一步的封闭，并把InvocationHandler分离出来，如果可以的话，就实现了对代理逻辑的可修改性。
那么InvocationHandler里面应该封闭些什么东西呢？

for (Method method : methods) {
            methodStr += "@Override"+ rt + t +    
            "public void "+method.getName()+"() {"+ rt + t +    
            "long begintime = System.currentTimeMillis();"+ rt + t +    
            "System.out.println(\" Tank is begining to move !\");"+ rt + t +    
            "obj."+method.getName()+"();"+ rt + t +    
            "long endtime = System.currentTimeMillis();"+ rt + t +    
            "System.out.println(\" Tank is stop !\");"+ rt + t +    
            "System.out.println(\"move time : \"+(endtime-begintime));"+ rt + t +    
            "}"+ rt + t; 
        }
从这个片段代理可以看出，我们应该在InvocationHandler中封装obj对象，即被代理类的接口（实现类）。还应该实现：被分离出去的InvocationHandler能被代理类调用，我们应该把InvocationHandler聚合进来。

代码演变示例：
package proxy;

import java.lang.reflect.Method;

public interface InvocationHandler {
    public void invoke(Object proxy, Method m);
}

package proxy;

import java.lang.reflect.Method;

public class TimeHandler implements InvocationHandler{
    
    private Object target;

    public TimeHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void invoke(Object o, Method m) {
        long start = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("starttime:" + start);
        System.out.println(o.getClass().getName());
        try {
            m.invoke(target);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("time:" + (end-start));
        System.out.println("endtime:" + end);
    }

}

package proxy;

import java.io.File;
import java.io.FileWriter;
import java.lang.reflect.Constructor;

import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

import javax.tools.JavaCompiler;
import javax.tools.StandardJavaFileManager;
import javax.tools.ToolProvider;
import javax.tools.JavaCompiler.CompilationTask;

public class Proxy {
    public static Object newProxyInstance(Class intface,InvocationHandler h) throws Exception { //JDK6 Complier API, CGLib, ASM

        String rt = "\r\n";
        String t = "\t";
        String methodStr = "" ;
                
        Method[] methods = intface.getDeclaredMethods();
        for(Method method : methods) {
            methodStr += "@Override" + rt + t + t + 
                         "public void " + method.getName() + "() {" + rt + t + t + t + 
                         "try {" + rt + t + t + t + t +  
                         "Method md = " + intface.getName() + ".class.getMethod(\"" + method.getName() + "\");" + rt + t + t + t + t +   
                         "h.invoke(this, md);" + rt + t + t + t +
                         "}catch(Exception e) {" + rt + t + t + t +      
                         "e.printStackTrace();" + rt + t + t +     
                         "}" + rt + t +                     
                         "}" + rt + t + t ;
        }
        
        System.out.println(methodStr);
        
        String src ="package proxy;"+ rt + t +  
        "import "+intface.getName()+";"+ rt + t + 
        "import java.lang.reflect.Method;"+ rt + t + 
        "public class $Proxy1 implements "+intface.getSimpleName()+" {"+ rt + t +    
        "private InvocationHandler h ;    "+ rt + t +    
        "public $Proxy1(InvocationHandler h) {"+ rt + t +    
        "super();"+ rt + t +    
        "this.h = h;"+ rt + t +    
        "}" + rt + t +    
        methodStr +rt +
        "}";
         
        String fileName =System.getProperty("user.dir")+"/src/proxy/$Proxy1.java";
        File f = new File(fileName);
        FileWriter fw = new FileWriter(f);
        if(f.exists()){
            f.delete();
            fw.flush();
            f = new File(fileName);
            };
        fw.write(src);
        fw.flush();
        fw.close();
        
        //compile
        JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();
        StandardJavaFileManager fileMgr = compiler.getStandardFileManager(null, null, null);
        Iterable units = fileMgr.getJavaFileObjects(fileName);
        CompilationTask compilationTask = compiler.getTask(null, fileMgr, null, null, null, units);
        compilationTask.call();
        fileMgr.close();
        
        //load into memory and create an instance
        URL[] urls = new URL[] {new URL("file:/" + System.getProperty("user.dir")+ "/src/")};
        URLClassLoader ul = new URLClassLoader(urls);
        Class c = ul.loadClass("proxy.$Proxy1");    
                                
        Constructor ctr = c.getConstructor(InvocationHandler.class);
        Object m = ctr.newInstance(h);
        return m;
    }
}

这样，就实现了对任意对象，任意方法的代理。
缺点就是：多接口代理没有实现，被代理对象的方法没有支持参数。

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