动态代理详解（二）原理解析

确定目标问题

在上一篇博文动态代理详解（一）应用示例中，读完代码之后存在的主要困惑有两点：

1.MyInvocationHandler 的 invoke 方法是什么时候调用的？

2.Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this)做了些什么？

解答

newProxyInstance

/** 
 * loader:类加载器 
 * interfaces:目标对象实现的接口 
 * h:InvocationHandler的实现类 
 */  
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,  
                      Class<?>[] interfaces,  
                      InvocationHandler h)  
    throws IllegalArgumentException  
    {  
    if (h == null) {  
        throw new NullPointerException();  
    }  

    /* 
     * Look up or generate the designated proxy class. 
     */  
    Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);  

    /* 
     * Invoke its constructor with the designated invocation handler. 
     */  
    try {  
            // 调用代理对象的构造方法（也就是$Proxy0(InvocationHandler h)）  
        Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);  
            // 生成代理类的实例并把MyInvocationHandler的实例传给它的构造方法  
        return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h });  
    } catch (NoSuchMethodException e) {  
        throw new InternalError(e.toString());  
    } catch (IllegalAccessException e) {  
        throw new InternalError(e.toString());  
    } catch (InstantiationException e) {  
        throw new InternalError(e.toString());  
    } catch (InvocationTargetException e) {  
        throw new InternalError(e.toString());  
    }  
    }

getProxyClass

public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader,   
                                         Class<?>... interfaces)  
    throws IllegalArgumentException  
    {  
    // 如果目标类实现的接口数大于65535个则抛出异常（我XX，谁会写这么NB的代码啊？）  
    if (interfaces.length > 65535) {  
        throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");  
    }  

    // 声明代理对象所代表的Class对象（有点拗口）  
    Class proxyClass = null;  

    String[] interfaceNames = new String[interfaces.length];  

    Set interfaceSet = new HashSet();   // for detecting duplicates  

    // 遍历目标类所实现的接口  
    for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {  

        // 拿到目标类实现的接口的名称  
        String interfaceName = interfaces[i].getName();  
        Class interfaceClass = null;  
        try {  
        // 加载目标类实现的接口到内存中  
        interfaceClass = Class.forName(interfaceName, false, loader);  
        } catch (ClassNotFoundException e) {  
        }  
        if (interfaceClass != interfaces[i]) {  
        throw new IllegalArgumentException(  
            interfaces[i] + " is not visible from class loader");  
        }  

        // 中间省略了一些无关紧要的代码 .......  

        // 把目标类实现的接口代表的Class对象放到Set中  
        interfaceSet.add(interfaceClass);  

        interfaceNames[i] = interfaceName;  
    }  

    // 把目标类实现的接口名称作为缓存（Map）中的key  
    Object key = Arrays.asList(interfaceNames);  

    Map cache;  

    synchronized (loaderToCache) {  
        // 从缓存中获取cache  
        cache = (Map) loaderToCache.get(loader);  
        if (cache == null) {  
        // 如果获取不到，则新建地个HashMap实例  
        cache = new HashMap();  
        // 把HashMap实例和当前加载器放到缓存中  
        loaderToCache.put(loader, cache);  
        }  

    }  

    synchronized (cache) {  

        do {  
        // 根据接口的名称从缓存中获取对象  
        Object value = cache.get(key);  
        if (value instanceof Reference) {  
            proxyClass = (Class) ((Reference) value).get();  
        }  
        if (proxyClass != null) {  
            // 如果代理对象的Class实例已经存在，则直接返回  
            return proxyClass;  
        } else if (value == pendingGenerationMarker) {  
            try {  
            cache.wait();  
            } catch (InterruptedException e) {  
            }  
            continue;  
        } else {  
            cache.put(key, pendingGenerationMarker);  
            break;  
        }  
        } while (true);  
    }  

    try {  
        // 中间省略了一些代码 .......  

        // 这里就是动态生成代理对象的最关键的地方  
        byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(  
            proxyName, interfaces);  
        try {  
            // 根据代理类的字节码生成代理类的实例  
            proxyClass = defineClass0(loader, proxyName,  
            proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);  
        } catch (ClassFormatError e) {  
            throw new IllegalArgumentException(e.toString());  
        }  
        }  
        // add to set of all generated proxy classes, for isProxyClass  
        proxyClasses.put(proxyClass, null);  

    }   
    // 中间省略了一些代码 .......  

    return proxyClass;  
    }

generateProxyClass

public static byte[] generateProxyClass(final String name,  
                                           Class[] interfaces)  
   {  
       ProxyGenerator gen = new ProxyGenerator(name, interfaces);  
    // 这里动态生成代理类的字节码，由于比较复杂就不进去看了  
       final byte[] classFile = gen.generateClassFile();  

    // 如果saveGeneratedFiles的值为true，则会把所生成的代理类的字节码保存到硬盘上  
       if (saveGeneratedFiles) {  
           java.security.AccessController.doPrivileged(  
           new java.security.PrivilegedAction<Void>() {  
               public Void run() {  
                   try {  
                       FileOutputStream file =  
                           new FileOutputStream(dotToSlash(name) + ".class");  
                       file.write(classFile);  
                       file.close();  
                       return null;  
                   } catch (IOException e) {  
                       throw new InternalError(  
                           "I/O exception saving generated file: " + e);  
                   }  
               }  
           });  
       }  

    // 返回代理类的字节码  
       return classFile;  
   }

JDK生成的字节码（invoke的调用位置）

import dynamic.proxy.UserService;  
import java.lang.reflect.*;  

public final class $Proxy11 extends Proxy  
    implements UserService  
{  

    // 构造方法，参数就是刚才传过来的MyInvocationHandler类的实例  
    public $Proxy11(InvocationHandler invocationhandler)  
    {  
        super(invocationhandler);  
    }  

    public final boolean equals(Object obj)  
    {  
        try  
        {  
            return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] {  
                obj  
            })).booleanValue();  
        }  
        catch(Error _ex) { }  
        catch(Throwable throwable)  
        {  
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);  
        }  
    }  

    /** 
     * 这个方法是关键部分 
     */  
    public final void add()  
    {  
        try  
        {  
            // 实际上就是调用MyInvocationHandler的public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法，第二个问题就解决了  
            super.h.invoke(this, m3, null);  
            return;  
        }  
        catch(Error _ex) { }  
        catch(Throwable throwable)  
        {  
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);  
        }  
    }  

    public final int hashCode()  
    {  
        try  
        {  
            return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, null)).intValue();  
        }  
        catch(Error _ex) { }  
        catch(Throwable throwable)  
        {  
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);  
        }  
    }  

    public final String toString()  
    {  
        try  
        {  
            return (String)super.h.invoke(this, m2, null);  
        }  
        catch(Error _ex) { }  
        catch(Throwable throwable)  
        {  
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);  
        }  
    }  

    private static Method m1;  
    private static Method m3;  
    private static Method m0;  
    private static Method m2;  

    // 在静态代码块中获取了4个方法：Object中的equals方法、UserService中的add方法、Object中的hashCode方法、Object中toString方法  
    static   
    {  
        try  
        {  
            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {  
                Class.forName("java.lang.Object")  
            });  
            m3 = Class.forName("dynamic.proxy.UserService").getMethod("add", new Class[0]);  
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);  
            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);  
        }  
        catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception)  
        {  
            throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());  
        }  
        catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception)  
        {  
            throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());  
        }  
    }  
}