Class对象

class是由JVM在执行过程中动态加载的。JVM在第一次读取到一种class类型时,将其加载进内存。每加载一种class,JVM就为其创建一个Class类型的实例,并关联起来。注意:这里的Class类型是一个名叫Class的class。它长这样:

  1. public final class Class {
  2. private Class() {}
  3. }

以String类为例,当JVM加载String类时,它首先读取String.class文件到内存,然后,为String类创建一个Class实例并关联起来:

  1. Class cls = new Class(String);

这个Class实例是JVM内部创建的,如果我们查看JDK源码,可以发现Class类的构造方法是private,只有JVM能创建Class实例,我们自己的Java程序是无法创建Class实例的。

所以,JVM持有的每个Class实例都指向一个数据类型(class或interface)。

由于JVM为每个加载的class创建了对应的**Class**实例,并在实例中保存了该**class**的所有信息,包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等,因此,如果获取了某个Class实例,我们就可以通过这个Class实例获取到该实例对应的class 的所有信息。

这种通过**Class**实例获取**class**信息的方法称为反射(Reflection)。

如何获取一个class的Class实例

如何获取一个class的Class实例?有三个方法:

方法一:直接使用类的静态变量class获取:

  1. Class classz = String.class;

方法二:如果我们有一个实例变量,可以通过该实例变量提供的getClass()方法获取:

  1. String str = "aaa";
  2. Class classz = str.getClass();

方法三:如果知道一个class的完整类名,可以通过静态方法Class.forName()获取:

  1. Class cls = Class.forName("java.lang.String");

因为Class实例在JVM中是唯一的,所以,上述方法获取的Class实例是同一个实例。可以用==比较两个Class实例:

  1. Class cls1 = String.class;
  2. String s = "Hello";
  3. Class cls2 = s.getClass();
  4. boolean sameClass = cls1 == cls2; // true

Class实例比较和instanceof的差别

instanceof不但匹配指定类型,还匹配指定类型的子类。而用==判断class实例可以精确地判断数据类型,但不能作子类型比较。

  1. Integer n = new Integer(123);
  2. boolean b1 = n instanceof Integer; // true,因为n是Integer类型
  3. boolean b2 = n instanceof Number; // true,因为n是Number类型的子类
  4. boolean b3 = n.getClass() == Integer.class; // true,因为n.getClass()返回Integer.class
  5. boolean b4 = n.getClass() == Number.class; // false,因为Integer.class!=Number.class

通常情况下,我们应该用instanceof判断数据类型,因为面向抽象编程的时候,我们不关心具体的子类型。只有在需要精确判断一个类型是不是某个class的时候,我们才使用==判断class实例。

通过反射获取类的信息

因为反射的目的是为了获得某个类的信息。因此,当我们拿到某个Object实例时,我们可以通过反射获取该Object的class信息:

  1. public void printClassInfo(Class cls) {
  2. System.out.println("Class name: " + cls.getName());
  3. System.out.println("Simple name: " + cls.getSimpleName());
  4. if (cls.getPackage() != null) {
  5. System.out.println("Package name: " + cls.getPackage().getName());
  6. }
  7. System.out.println("is interface: " + cls.isInterface());
  8. System.out.println("is enum: " + cls.isEnum());
  9. System.out.println("is array: " + cls.isArray());
  10. System.out.println("is primitive: " + cls.isPrimitive());
  11. }

动态加载

JVM在执行Java程序的时候,并不是一次性把所有用到的class全部加载到内存,而是第一次需要用到class时才加载。例如:

  1. // Main.java
  2. public class Main {
  3. public static void main(String[] args) {
  4. if (args.length > 0) {
  5. create(args[0]);
  6. }
  7. }
  8. static void create(String name) {
  9. Person p = new Person(name);
  10. }
  11. }

当执行Main.java时,由于用到了Main,因此,JVM首先会把Main.class加载到内存。然而,并不会加载Person.class,除非程序执行到create()方法,JVM发现需要加载Person类时,才会首次加载Person.class。如果没有执行create()方法,那么Person.class根本就不会被加载。这就是JVM动态加载class的特性。

动态加载class的特性对于Java程序非常重要。利用JVM动态加载class的特性,我们才能在运行期根据条件加载不同的实现类。例如,Commons Logging总是优先使用Log4j,只有当Log4j不存在时,才使用JDK的logging。利用JVM动态加载特性,大致的实现代码如下:

  1. // Commons Logging优先使用Log4j:
  2. LogFactory factory = null;
  3. if (isClassPresent("org.apache.logging.log4j.Logger")) {
  4. factory = createLog4j();
  5. } else {
  6. factory = createJdkLog();
  7. }
  8. boolean isClassPresent(String name) {
  9. try {
  10. Class.forName(name);
  11. return true;
  12. } catch (Exception e) {
  13. return false;
  14. }
  15. }

这就是为什么我们只需要把Log4j的jar包放到classpath中,Commons Logging就会自动使用Log4j的原因。

小结

  • JVM为每个加载的及接口创建了对应的Class实例来保存类及接口的所有信息;
  • 获取一个类对应的Class实例后,就可以获取该类的所有信息;
  • 通过Class实例获取类信息的方法称为反射(Reflection);
  • JVM总是动态加载class,可以在运行期根据条件来控制加载class。

    获取字段信息

    对任意的一个Object实例,只要我们获取了它的Class,就可以获取它的一切信息。
    我们先看看如何通过Class实例获取字段信息。Class类提供了以下几个方法来获取字段:
    1. Field getField(name);//根据字段名获取某个public的field(包括父类)
    2. Field getDeclaredField(name);//根据字段名获取当前类的某个field(不包括父类)
    3. Field[] getFields();//获取所有public的field(包括父类)
    4. Field[] getDeclaredFields();//获取当前类的所有field(不包括父类)
    示例: ```java public class Main { public static void main(String[] args) throws Exception {
    1. Class stdClass = Student.class;
    2. // 获取public字段"score":
    3. System.out.println(stdClass.getField("score"));
    4. // 获取继承的public字段"name":
    5. System.out.println(stdClass.getField("name"));
    6. // 获取private字段"grade":
    7. System.out.println(stdClass.getDeclaredField("grade"));
    } }

class Student extends Person { public int score; private int grade; }

class Person { public String name; }

  1. 上述代码首先获取StudentClass实例,然后,分别获取public字段、继承的public字段以及private字段,打印出的Field类似:

public int Student.score public java.lang.String Person.name private int Student.grade

  1. 一个Field对象包含了一个字段的所有信息:
  2. - getName():返回字段名称,例如,"name"
  3. - getType():返回字段类型,也是一个Class实例,例如,String.class
  4. - getModifiers():返回字段的修饰符,它是一个int,不同的bit表示不同的含义。
  5. String类的value字段为例,它的定义是:
  6. ```java
  7. public final class String {
  8. private final byte[] value;
  9. }

我们用反射获取该字段的信息,代码如下:

  1. Field f = String.class.getDeclaredField("value");
  2. f.getName(); // "value"
  3. f.getType(); // class [B 表示byte[]类型
  4. int m = f.getModifiers();
  5. Modifier.isFinal(m); // true
  6. Modifier.isPublic(m); // false
  7. Modifier.isProtected(m); // false
  8. Modifier.isPrivate(m); // true
  9. Modifier.isStatic(m); // false

获取字段值

利用反射拿到字段的一个Field实例只是第一步,我们还可以拿到一个实例对应的该字段的值。
例如,对于一个Person实例,我们可以先拿到name字段对应的Field,再获取这个实例的name字段的值:

  1. public class Main {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3. Object p = new Person("Xiao Ming");
  4. Class c = p.getClass();
  5. Field f = c.getDeclaredField("name");
  6. f.setAccessible(true);
  7. Object value = f.get(p);
  8. System.out.println(value); // "Xiao Ming"
  9. }
  10. }
  11. class Person {
  12. private String name;
  13. public Person(String name) {
  14. this.name = name;
  15. }
  16. }

正常情况下,Main类无法访问Person类的private字段。可以将private改为public,或者,在调用Object value = f.get(p);前,先写一句: f.setAccessible(true); 表示:别管这个字段是不是public,一律允许访问。

设置字段值

通过Field实例既然可以获取到指定实例的字段值,自然也可以设置字段的值。
设置字段值是通过Field.set(Object, Object)实现的,其中第一个Object参数是指定的实例,第二个Object参数是待修改的值。示例代码如下:

  1. public class Main {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3. Person p = new Person("Xiao Ming");
  4. System.out.println(p.getName()); // "Xiao Ming"
  5. Class c = p.getClass();
  6. Field f = c.getDeclaredField("name");
  7. f.setAccessible(true);
  8. f.set(p, "Xiao Hong");
  9. System.out.println(p.getName()); // "Xiao Hong"
  10. }
  11. }
  12. class Person {
  13. private String name;
  14. public Person(String name) {
  15. this.name = name;
  16. }
  17. public String getName() {
  18. return this.name;
  19. }
  20. }

运行上述代码,打印的name字段从Xiao Ming变成了Xiao Hong,说明通过反射可以直接修改字段的值。
同样的,修改非public字段,需要首先调用setAccessible(true)

如何理解使用反射获取private字段

如果使用反射可以获取private字段的值,那么类的封装还有什么意义?

答案是正常情况下,我们总是通过p.name来访问Personname字段,编译器会根据publicprotectedprivate决定是否允许访问字段,这样就达到了数据封装的目的。

而反射是一种非常规的用法,使用反射,首先代码非常繁琐,其次,它更多地是给工具或者底层框架来使用,目的是在不知道目标实例任何信息的情况下,获取特定字段的值。

此外,setAccessible(true)可能会失败。如果JVM运行期存在SecurityManager,那么它会根据规则进行检查,有可能阻止setAccessible(true)。例如,某个SecurityManager可能不允许对javajavax开头的package的类调用setAccessible(true),这样可以保证JVM核心库的安全。

获取方法信息

我们已经能通过Class实例获取所有Field对象,同样的,可以通过Class实例获取所有Method信息。Class类提供了以下几个方法来获取Method

  1. //获取某个public的Method(包括父类)
  2. Method getMethod(name, Class...);
  3. //获取当前类的某个Method(不包括父类)
  4. Method getDeclaredMethod(name, Class...);
  5. //获取所有public的Method(包括父类)
  6. Method[] getMethods();
  7. //获取当前类的所有Method(不包括父类)
  8. Method[] getDeclaredMethods();
  1. public class Main {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3. Class stdClass = Student.class;
  4. // 获取public方法getScore,参数为String:
  5. System.out.println(stdClass.getMethod("getScore", String.class));
  6. // 获取继承的public方法getName,无参数:
  7. System.out.println(stdClass.getMethod("getName"));
  8. // 获取private方法getGrade,参数为int:
  9. System.out.println(stdClass.getDeclaredMethod("getGrade", int.class));
  10. }
  11. }
  12. class Student extends Person {
  13. public int getScore(String type) {
  14. return 99;
  15. }
  16. private int getGrade(int year) {
  17. return 1;
  18. }
  19. }
  20. class Person {
  21. public String getName() {
  22. return "Person";
  23. }
  24. }

上述代码首先获取StudentClass实例,然后,分别获取public方法、继承的public方法以及private方法,打印出的Method类似:

  1. public int Student.getScore(java.lang.String)
  2. public java.lang.String Person.getName()
  3. private int Student.getGrade(int)

一个Method对象包含一个方法的所有信息:

  1. //返回方法名称,例如:"getScore";
  2. getName();
  3. //返回方法返回值类型,也是一个Class实例,例如:String.class;
  4. getReturnType();
  5. //返回方法的参数类型,是一个Class数组,例如:{String.class, int.class};
  6. getParameterTypes();
  7. // 返回方法的修饰符,它是一个int,不同的bit表示不同的含义。
  8. getModifiers();

调用方法

当我们获取到一个Method对象时,就可以对它进行调用。我们以下面的代码为例:

  1. String s = "Hello world";
  2. String r = s.substring(6); // "world"

如果用反射来调用substring方法,需要以下代码:

  1. public class Main {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3. // String对象:
  4. String s = "Hello world";
  5. // 获取String substring(int)方法,参数为int:
  6. Method m = String.class.getMethod("substring", int.class);
  7. // 在s对象上调用该方法并获取结果:
  8. String r = (String) m.invoke(s, 6);
  9. // 打印调用结果:
  10. System.out.println(r);
  11. }
  12. }

Method实例调用invoke就相当于调用该方法,invoke的第一个参数是对象实例,即在哪个实例上调用该方法,后面的可变参数要与方法参数一致,否则将报错。

调用静态方法

如果获取到的Method表示一个静态方法,调用静态方法时,由于无需指定实例对象,所以invoke方法传入的第一个参数永远为null。我们以Integer.parseInt(String)为例:

  1. public class Main {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3. // 获取Integer.parseInt(String)方法,参数为String:
  4. Method m = Integer.class.getMethod("parseInt", String.class);
  5. // 调用该静态方法并获取结果:
  6. Integer n = (Integer) m.invoke(null, "12345");
  7. // 打印调用结果:
  8. System.out.println(n);
  9. }
  10. }

调用非public方法

Field类似,对于非public方法,我们虽然可以通过Class.getDeclaredMethod()获取该方法实例,但直接对其调用将得到一个IllegalAccessException。为了调用非public方法,我们通过Method.setAccessible(true)允许其调用:

  1. public class Main {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3. Person p = new Person();
  4. Method m = p.getClass().getDeclaredMethod("setName", String.class);
  5. m.setAccessible(true);
  6. m.invoke(p, "Bob");
  7. System.out.println(p.name);
  8. }
  9. }
  10. class Person {
  11. String name;
  12. private void setName(String name) {
  13. this.name = name;
  14. }
  15. }

此外,setAccessible(true)可能会失败。如果JVM运行期存在SecurityManager,那么它会根据规则进行检查,有可能阻止setAccessible(true)。例如,某个SecurityManager可能不允许对javajavax开头的package的类调用setAccessible(true),这样可以保证JVM核心库的安全。

多态

我们来考察这样一种情况:一个Person类定义了hello()方法,并且它的子类Student也覆写了hello()方法,那么,从Person.class获取的Method,作用于Student实例时,调用的方法到底是哪个?

  1. public class Main {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3. // 获取Person的hello方法:
  4. Method h = Person.class.getMethod("hello");
  5. // 对Student实例调用hello方法:
  6. h.invoke(new Student());
  7. }
  8. }
  9. class Person {
  10. public void hello() {
  11. System.out.println("Person:hello");
  12. }
  13. }
  14. class Student extends Person {
  15. public void hello() {
  16. System.out.println("Student:hello");
  17. }
  18. }

运行上述代码,发现打印出的是Student:hello,因此,使用反射调用方法时,仍然遵循多态原则:即总是调用实际类型的覆写方法(如果存在)。

调用构造函数

调用 Class.newInstance() 的局限

我们通常使用new操作符创建新的实例:

  1. Person p = new Person();

如果通过反射来创建新的实例,可以调用Class提供的newInstance()方法:

  1. Person p = Person.class.newInstance();

调用**Class.newInstance()**的局限是,它只能调用该类的**public**无参数构造方法。如果构造方法带有参数,或者不是public,就无法直接通过Class.newInstance()来调用。

使用 Constructor 调用类的任意构造函数

为了调用任意的构造方法,Java的反射API提供了Constructor对象,它包含一个构造方法的所有信息,可以创建一个实例。

  1. // 通过Class实例获取Constructor的方法如下:
  2. // 获取某个public的Constructor
  3. getConstructor(Class...);
  4. // 获取某个Constructor(不限于public)
  5. getDeclaredConstructor(Class...);
  6. // 获取所有public的Constructor;
  7. getConstructors();
  8. // 获取所有Constructor(不限于public)
  9. getDeclaredConstructors();

注意:
Constructor总是当前类定义的构造方法,和父类无关,因此不存在多态的问题。

调用非publicConstructor时,必须首先通过setAccessible(true)设置允许访问。setAccessible(true)可能会失败。

获取继承关系

获取父类的 Class

有了Class实例,我们还可以获取它的父类的Class

  1. public class Main {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3. Class i = Integer.class;
  4. Class n = i.getSuperclass();
  5. System.out.println(n);
  6. Class o = n.getSuperclass();
  7. System.out.println(o);
  8. System.out.println(o.getSuperclass());
  9. }
  10. }

运行上述代码,可以看到,Integer的父类类型是NumberNumber的父类是ObjectObject的父类是null。除Object外,其他任何非interfaceClass都必定存在一个父类类型。

获取 interface

由于一个类可能实现一个或多个接口,通过Class我们就可以查询到实现的接口类型。例如,查询Integer实现的接口:

  1. public class Main {
  2. public static void main(String[] args) throws Exception {
  3. Class s = Integer.class;
  4. Class[] is = s.getInterfaces();
  5. for (Class i : is) {
  6. System.out.println(i);
  7. }
  8. }
  9. }

运行上述代码可知,Integer实现的接口有:

  • java.lang.Comparable
  • java.lang.constant.Constable
  • java.lang.constant.ConstantDesc

要特别注意:getInterfaces()只返回当前类直接实现的接口类型,并不包括其父类实现的接口类型。

如果一个类没有实现任何interface,那么getInterfaces()返回空数组。

继承关系

当我们判断一个实例是否是某个类型时,正常情况下,使用instanceof操作符:

  1. Object n = Integer.valueOf(123);
  2. boolean isDouble = n instanceof Double;
  3. boolean isInteger = n instanceof Integer;
  4. boolean isNumber = n instanceof Number;
  5. boolean isSerializable = n instanceof java.io.Serializable;

如果是两个Class实例,要判断一个向上转型是否成立,可以调用isAssignableFrom()

  1. Integer.class.isAssignableFrom(Integer.class);
  2. Number.class.isAssignableFrom(Integer.class);
  3. Object.class.isAssignableFrom(Integer.class);
  4. Integer.class.isAssignableFrom(Number.class);

小结

通过Class对象可以获取继承关系:

  • Class getSuperclass():获取父类类型;
  • Class[] getInterfaces():获取当前类实现的所有接口。
  • 通过Class对象的isAssignableFrom()方法可以判断一个向上转型是否可以实现。

动态代理

我们来比较 Java 的classinterface的区别:

  • 可以实例化class(非abstract);
  • 不能实例化interface

所有interface类型的变量总是通过某个实例向上转型并赋值给接口类型变量的:

  1. CharSequence cs = new StringBuilder();

有没有可能不编写实现类,直接在运行期创建某个interface的实例呢?

这是可能的,因为 Java 标准库提供了一种动态代理(Dynamic Proxy)的机制:可以在运行期动态创建某个**interface**的实例。

什么叫运行期动态创建?听起来好像很复杂。所谓动态代理,是和静态相对应的。我们来看静态代码怎么写:

  1. 定义接口:

    1. public interface Hello {
    2. void morning(String name);
    3. }
  2. 编写实现类:

    1. public class HelloWorld implements Hello {
    2. public void morning(String name) {
    3. System.out.println("Good morning, " + name);
    4. }
    5. }

创建实例,转型为接口并调用:

  1. Hello hello = new HelloWorld();
  2. hello.morning("Bob");

这种方式就是我们通常编写代码的方式。

还有一种方式是动态代码,我们仍然先定义了接口Hello,但是我们并不去编写实现类,而是直接通过 JDK 提供的一个Proxy.newProxyInstance()创建了一个Hello接口对象。这种没有实现类但是在运行期动态创建了一个接口对象的方式,我们称为动态代码。JDK 提供的动态创建接口对象的方式,就叫动态代理。

一个最简单的动态代理实现如下:

  1. import java.lang.reflect.InvocationHandler;
  2. import java.lang.reflect.Method;
  3. import java.lang.reflect.Proxy;
  4. public class Main {
  5. public static void main(String[] args) {
  6. InvocationHandler handler = new InvocationHandler() {
  7. @Override
  8. public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
  9. System.out.println(method);
  10. if (method.getName().equals("morning")) {
  11. System.out.println("Good morning, " + args[0]);
  12. }
  13. return null;
  14. }
  15. };
  16. Hello hello = (Hello) Proxy.newProxyInstance(
  17. Hello.class.getClassLoader(), // 传入ClassLoader
  18. new Class[] { Hello.class }, // 传入要实现的接口
  19. handler); // 传入处理调用方法的InvocationHandler
  20. hello.morning("Bob");
  21. }
  22. }
  23. interface Hello {
  24. void morning(String name);
  25. }

在运行期动态创建一个interface实例的方法如下:

  1. 定义一个InvocationHandler实例,它负责实现接口的方法调用;
  2. 通过Proxy.newProxyInstance()创建interface实例,它需要 3 个参数:
    1. 使用的ClassLoader,通常就是接口类的ClassLoader
    2. 需要实现的接口数组,至少需要传入一个接口进去;
    3. 用来处理接口方法调用的InvocationHandler实例。
  3. 将返回的Object强制转型为接口。

动态代理实际上是 JVM 在运行期动态创建 class字节码并加载的过程,它并没有什么黑魔法,把上面的动态代理改写为静态实现类大概长这样:

  1. public class HelloDynamicProxy implements Hello {
  2. InvocationHandler handler;
  3. public HelloDynamicProxy(InvocationHandler handler) {
  4. this.handler = handler;
  5. }
  6. public void morning(String name) {
  7. handler.invoke(
  8. this,
  9. Hello.class.getMethod("morning", String.class),
  10. new Object[] { name });
  11. }
  12. }

其实就是 JVM 帮我们自动编写了一个上述类(不需要源码,可以直接生成字节码),并不存在可以直接实例化接口的黑魔法。

Proxy 动态代理原理

我们创建以下类:

  1. package com.hanliukui.reflect.proxy;
  2. /**
  3. * @Author hanliukui
  4. * @Date 2022/5/5 14:15
  5. * @Description xxx
  6. */
  7. public interface Person {
  8. /**
  9. * 出租房屋
  10. */
  11. void rent();
  12. }
  1. package com.hanliukui.reflect.proxy;
  2. /**
  3. * @Author hanliukui
  4. * @Date 2022/5/5 14:43
  5. * @Description xxx
  6. */
  7. public interface Teacher {
  8. /**
  9. * 教学
  10. */
  11. void teach();
  12. }
  1. package com.hanliukui.reflect.proxy;
  2. /**
  3. * @Author hanliukui
  4. * @Date 2022/5/5 14:18
  5. * @Description 房东
  6. */
  7. public class Landlord implements Person,Teacher {
  8. @Override
  9. public void rent() {
  10. System.out.println("房东租房...");
  11. }
  12. @Override
  13. public void teach() {
  14. System.out.println("教学...");
  15. }
  16. }

通过JDK 动态代理实现如下:

  1. Landlord landlord = new Landlord();
  2. Person personProxy = (Person) Proxy.newProxyInstance(Landlord.class.getClassLoader(), Landlord.class.getInterfaces(), new InvocationHandler() {
  3. @Override
  4. public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
  5. System.out.println("代理测试333");
  6. Object invoke = method.invoke(landlord, args);
  7. System.out.println("代理测试444");
  8. return invoke;
  9. }
  10. });
  11. personProxy.rent();

查看Proxy.newProxyInstance()的源码:

  1. @CallerSensitive
  2. public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
  3. Class<?>[] interfaces,
  4. InvocationHandler h)
  5. throws IllegalArgumentException
  6. {
  7. Objects.requireNonNull(h);
  8. final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
  9. final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
  10. if (sm != null) {
  11. checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
  12. }
  13. /*
  14. * Look up or generate the designated proxy class.
  15. */
  16. Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
  17. /*
  18. * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
  19. */
  20. try {
  21. if (sm != null) {
  22. checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
  23. }
  24. final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
  25. final InvocationHandler ih = h;
  26. if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
  27. AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
  28. public Void run() {
  29. cons.setAccessible(true);
  30. return null;
  31. }
  32. });
  33. }
  34. return cons.newInstance(new Object[]{h});
  35. } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
  36. throw new InternalError(e.toString(), e);
  37. } catch (InvocationTargetException e) {
  38. Throwable t = e.getCause();
  39. if (t instanceof RuntimeException) {
  40. throw (RuntimeException) t;
  41. } else {
  42. throw new InternalError(t.toString(), t);
  43. }
  44. } catch (NoSuchMethodException e) {
  45. throw new InternalError(e.toString(), e);
  46. }
  47. }

通过以上源码可以看出代理对象的创建流程:

  1. 在18行中Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); 获取到了 代理类的Class信息;
  2. 在28行通过Class信息获取到构造函数 cons.newInstance(new Object[]{h});
  3. 在38行通过构造函数信息,返回创建出的实例对象 cons.newInstance(new Object[]{h});

根据如上流程,我们动态代理实现也可以这样写:

  1. InvocationHandler invocationHandler = new InvocationHandler() {
  2. @Override
  3. public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
  4. System.out.println("代理执行111");
  5. Object invoke = method.invoke(landlord, args);
  6. System.out.println("代理执行222");
  7. return invoke;
  8. }
  9. };
  10. // 1、获取JDK在内存中创建的代理类
  11. Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(Landlord.class.getClassLoader(), Landlord.class.getInterfaces());
  12. try {
  13. // 2. 获取代理类的构造函数,参数为InvocationHandler.class
  14. Constructor<?> proxyClassConstructor = proxyClass.getConstructor(InvocationHandler.class);
  15. // 3. 根据构造函数创建对象实例
  16. Person personProxy = (Person)proxyClassConstructor.newInstance(invocationHandler);
  17. personProxy.rent();
  18. } catch (NoSuchMethodException e) {
  19. e.printStackTrace();
  20. } catch (InvocationTargetException e) {
  21. e.printStackTrace();
  22. }

Class<?> cl = getProxyClass0(loader, interfaces);这行代码生成了一个代理类,这个类缓存在java虚拟机中。可以通过下列代码将其打印出来。

输出Java在内存中生成的代理类:

  1. // 打印代理类
  2. byte[] proxy$1s = ProxyGenerator.generateProxyClass("PersonProxy$1", new Class[]{Person.class, Teacher.class});
  3. String path = "E:/test/PersonProxy$1.class";
  4. try (FileOutputStream fos = new FileOutputStream(path)) {
  5. fos.write(proxy$1s);
  6. fos.flush();
  7. } catch (Exception e) {
  8. e.printStackTrace();
  9. }

使用IDE工具反编译打开文件:

  1. //
  2. // Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
  3. // (powered by FernFlower decompiler)
  4. //
  5. import com.hanliukui.reflect.proxy.Person;
  6. import com.hanliukui.reflect.proxy.Teacher;
  7. import java.lang.reflect.InvocationHandler;
  8. import java.lang.reflect.Method;
  9. import java.lang.reflect.Proxy;
  10. import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
  11. public final class PersonProxy$1 extends Proxy implements Person, Teacher {
  12. private static Method m1;
  13. private static Method m3;
  14. private static Method m2;
  15. private static Method m4;
  16. private static Method m0;
  17. public PersonProxy$1(InvocationHandler var1) throws {
  18. super(var1);
  19. }
  20. public final boolean equals(Object var1) throws {
  21. try {
  22. return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1});
  23. } catch (RuntimeException | Error var3) {
  24. throw var3;
  25. } catch (Throwable var4) {
  26. throw new UndeclaredThrowableException(var4);
  27. }
  28. }
  29. public final void rent() throws {
  30. try {
  31. super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
  32. } catch (RuntimeException | Error var2) {
  33. throw var2;
  34. } catch (Throwable var3) {
  35. throw new UndeclaredThrowableException(var3);
  36. }
  37. }
  38. public final String toString() throws {
  39. try {
  40. return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);
  41. } catch (RuntimeException | Error var2) {
  42. throw var2;
  43. } catch (Throwable var3) {
  44. throw new UndeclaredThrowableException(var3);
  45. }
  46. }
  47. public final void teach() throws {
  48. try {
  49. super.h.invoke(this, m4, (Object[])null);
  50. } catch (RuntimeException | Error var2) {
  51. throw var2;
  52. } catch (Throwable var3) {
  53. throw new UndeclaredThrowableException(var3);
  54. }
  55. }
  56. public final int hashCode() throws {
  57. try {
  58. return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null);
  59. } catch (RuntimeException | Error var2) {
  60. throw var2;
  61. } catch (Throwable var3) {
  62. throw new UndeclaredThrowableException(var3);
  63. }
  64. }
  65. static {
  66. try {
  67. m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
  68. m3 = Class.forName("com.hanliukui.reflect.proxy.Person").getMethod("rent");
  69. m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
  70. m4 = Class.forName("com.hanliukui.reflect.proxy.Teacher").getMethod("teach");
  71. m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
  72. } catch (NoSuchMethodException var2) {
  73. throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
  74. } catch (ClassNotFoundException var3) {
  75. throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
  76. }
  77. }
  78. }

java自动生成了一个PersonProxy$1代理类,这个类在内存中,所以可以通过反射获取这个类的构造方法,然后创建的代理类实例对象。

代理类是Proxy 的子类,由于Java不能多继承,也就决定了只能基于接口进行代理。这里实现了TeacherPerson 接口。

分析这个类源码,可以知道当调用代理类对象的方法时的大概流程为:

  • 调用InvocationHandler类的invoke方法,而InvocationHandler类的invoke方法中又用反射调用了被代理类的rent()方法。
  • 调用代理类对象的teach方法时的大概流程为:调用InvocationHandler类的invoke方法,而InvocationHandler类的invoke()方法中又用反射调用了被代理类的teach()方法。

InvocationHandler可以看成是中间类,它持有被代理对象,把外部对invoke的调用转为对被代理对象的调用。而代理类通过持有中间类,调用中间类的invoke方法,来达到调用被代理类的方法的目的。