JDK 동적 에이전트 절차 상세 설명(소스 코드 분석)

24662 단어 JDK동적 에이전트
동적 에이전트 절차
1.인터페이스 Invocation Handler 를 실현 하 는 클래스 를 만 듭 니 다.invoke 방법 을 실현 해 야 합 니 다.
2.프 록 시 클래스 와 인 터 페 이 스 를 만 듭 니 다.
3.프 록 시 를 통한 정적 방법
Proxy 를 통한 정적 방법

ProxyObject proxyObject = new ProxyObject();
    InvocationHandler invocationHandler = new DynamicProxy(proxyObject);
    ClassLoader classLoader = proxyObject.getClass().getClassLoader();
    ProxyObjectInterface proxy = (IRoom) Proxy.newProxyInstance(classLoader,new Class[]
    {ProxyObjectInterface.class},invocationHandler);
    proxy.execute();

    public class DynamicProxy implements InvocationHandler {
    private Object object;

    public DynamicProxy(Object object){
        this.object = object;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Object result = method.invoke(object,args);
        return result;
    }
}
프 록 시 newProxyInstance 만 들 기

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class<?>[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
        throws IllegalArgumentException
    {
        //  h   ,h     
        Objects.requireNonNull(h);
        //          
        final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
        //         
        final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
        }
        /*
         * Look up or generate the designated proxy class.
         *    (       )          class  。
         */
        Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
        /*
         * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
         */
        try {
            if (sm != null) {
                checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
            }
            //            ,          constructorParams  
            //  constructorParames    :
            private static final Class<?>[] constructorParams = { InvocationHandler.class };
            final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
            final InvocationHandler ih = h;
            if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
                AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
                    public Void run() {
                        cons.setAccessible(true);
                        return null;
                    }
                });
            }
            //        ,     new Object[]{h}   
            return cons.newInstance(new Object[]{h});
        } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
            throw new InternalError(e.toString(), e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            Throwable t = e.getCause();
            if (t instanceof RuntimeException) {
                throw (RuntimeException) t;
            } else {
                throw new InternalError(t.toString(), t);
            }
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new InternalError(e.toString(), e);
        }
    }
먼저 h 에 대해 공중 처 리 를 진행 하 다.
이 코드 의 핵심 은 getProxyClass 0(loader,intfs)을 통 해 프 록 시 클래스 의 Class 대상 을 얻 은 다음 에 Class 대상 을 통 해 구조 방법 을 얻어 프 록 시 대상 을 만 드 는 것 이다.다음 단 계 는 getProxy Class 0 방법 을 보 겠 습 니 다.1 을 통 해 알 수 있 듯 이 먼저 인터페이스 류 를 얻 고 인터페이스의 수량 이 65535 를 초과 하면 이상 을 알 수 있다.

//     Proxy     
    private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
                                           Class<?>... interfaces) {
        if (interfaces.length > 65535) {
            throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
        }

        // If the proxy class defined by the given loader implementing
        // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
        // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
        //   :             loader   ,         interfaces,
        //             ,    ProxyClassFactory     。
        return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
    }

proxy ClassCache 는 약 한 인용 캐 시 입 니 다.
여기 서 proxy ClassCache 를 보면 Cache 가 있 으 면 캐 시 라 는 뜻 을 알 수 있 습 니 다.바로 앞 에 Look up or generate the designated proxy class 에 호응 하 였 습 니 다.(캐 시 에 이미 있 음)을 조회 하거나 지정 한 프 록 시 클래스 의 클 라 스 대상 을 만 드 는 설명 입 니 다.
get 방법 에 들 어가 기 전에 proxy ClassCache 가 무엇 인지 볼 까요?고에너지 경고,전방 코드 가 어 지 러 워 보일 수 있 지만,우 리 는 중점 만 주목 하면 된다.

private static final WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
        proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());
//K  key   ,P       ,V  value   。
// WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>  proxyClassCache    proxyClassCache    Class<?>  ,            。
final class WeakCache<K, P, V> {
    private final ReferenceQueue<K> refQueue
        = new ReferenceQueue<>();
    // the key type is Object for supporting null key
    private final ConcurrentMap<Object, ConcurrentMap<Object, Supplier<V>>> map
        = new ConcurrentHashMap<>();
    private final ConcurrentMap<Supplier<V>, Boolean> reverseMap
        = new ConcurrentHashMap<>();
    private final BiFunction<K, P, ?> subKeyFactory;
    private final BiFunction<K, P, V> valueFactory;
    public WeakCache(BiFunction<K, P, ?> subKeyFactory,
                     BiFunction<K, P, V> valueFactory) {
        this.subKeyFactory = Objects.requireNonNull(subKeyFactory);
        this.valueFactory = Objects.requireNonNull(valueFactory);
    }
그 중에서 map 변 수 는 캐 시 를 실현 하 는 핵심 변수 입 니 다.그 는 이중 맵 구조 입 니 다.(key,sub-key)->value.그 중 키 는 들 어 온 Classloader 를 포장 한 대상 이 고,sub-key 는 WeakCache 구조 함수 전달 자의 KeyFactory()에서 생 성 된다.value 는 프 록 시 클래스 를 만 드 는 대상 으로 WeakCache 구조 함수 전달 자의 Proxy ClassFactory()에서 생 성 됩 니 다.다음 과 같이 돌 이 켜 보면:
proxy ClassCache 는 WeakCache 류 의 대상 으로 proxy ClassCache.get(loader,interfaces)을 호출 합 니 다.캐 시 된 프 록 시 클래스 를 얻 거나 프 록 시 클래스 를 만 들 수 있 습 니 다(캐 시 없 는 경우).
WeakCache 에 get 이라는 방법 이 있다 는 뜻 입 니 다.먼저 WeakCache 류 의 정 의 를 살 펴 보고(여기 서 변수의 정의 와 구조 함수 만 제시 합 니 다)get()을 계속 봅 니 다.

//K P  WeakCache      ,key     ,parameter      
public V get(K key, P parameter) {
        //  parameter   
        Objects.requireNonNull(parameter);
         //       
        expungeStaleEntries();
        // cacheKey  (key, sub-key) -> value    key,
        Object cacheKey = CacheKey.valueOf(key, refQueue);
        // lazily install the 2nd level valuesMap for the particular cacheKey
        //    key   ConcurrentMap<Object, Supplier<V>>  。       ,     ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> cacheKey(  key)    map 。
        ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> valuesMap = map.get(cacheKey);
        if (valuesMap == null) {
            ConcurrentMap<Object, Supplier<V>> oldValuesMap
                = map.putIfAbsent(cacheKey,
                                  valuesMap = new ConcurrentHashMap<>());
            if (oldValuesMap != null) {
                valuesMap = oldValuesMap;
            }
        }

        // create subKey and retrieve the possible Supplier<V> stored by that
        // subKey from valuesMap
        //         sub-key   ,              
        Object subKey = Objects.requireNonNull(subKeyFactory.apply(key, parameter));
        //  sub-key  supplier
        Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey);
        //supplier       factory
        Factory factory = null;

        while (true) {
            //      supplier ,      get  ,       ,  ,    ,     get  。
            if (supplier != null) {
                // supplier might be a Factory or a CacheValue<V> instance
                V value = supplier.get();
                if (value != null) {
                    return value;
                }
            }
            // else no supplier in cache
            // or a supplier that returned null (could be a cleared CacheValue
            // or a Factory that wasn't successful in installing the CacheValue)
            // lazily construct a Factory
            //           :       supplier,     Factory  , factory               supplier。
            //    while(true) ,            get  ,     。
            if (factory == null) {
                factory = new Factory(key, parameter, subKey, valuesMap);
            }

            if (supplier == null) {
                supplier = valuesMap.putIfAbsent(subKey, factory);
                if (supplier == null) {
                    // successfully installed Factory
                    supplier = factory;
                }
                // else retry with winning supplier
            } else {
                if (valuesMap.replace(subKey, supplier, factory)) {
                    // successfully replaced
                    // cleared CacheEntry / unsuccessful Factory
                    // with our Factory
                    supplier = factory;
                } else {
                    // retry with current supplier
                    supplier = valuesMap.get(subKey);
                }
            }
        }
    }
그래서 다음은 Factory 류 의 get 방법 을 살 펴 보 겠 습 니 다.다음은 supplier 의 get()

public synchronized V get() { // serialize access
            // re-check
            Supplier<V> supplier = valuesMap.get(subKey);
            //       supplier       
            if (supplier != this) {
                // something changed while we were waiting:
                // might be that we were replaced by a CacheValue
                // or were removed because of failure ->
                // return null to signal WeakCache.get() to retry
                // the loop
                return null;
            }
            // else still us (supplier == this)
            // create new value
            V value = null;
            try {
                 //            valueFactory   
                 //valueFactory        new ProxyClassFactory()
                //      ProxyClassFactory() apply  
                value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));
            } finally {
                if (value == null) { // remove us on failure
                    valuesMap.remove(subKey, this);
                }
            }
            // the only path to reach here is with non-null value
            assert value != null;

            // wrap value with CacheValue (WeakReference)
            // value      
            CacheValue<V> cacheValue = new CacheValue<>(value);

            // put into reverseMap
            // reverseMap           
            reverseMap.put(cacheValue, Boolean.TRUE);

            // try replacing us with CacheValue (this should always succeed)
            if (!valuesMap.replace(subKey, this, cacheValue)) {
                throw new AssertionError("Should not reach here");
            }

            // successfully replaced us with new CacheValue -> return the value
            // wrapped by it
            return value;
        }
    }
구름 을 헤 치고 날 이 밝 으 면 Proxy ClassFactory 에 온 apply 방법 입 니 다.대리 류 는 바로 이곳 에서 생 성 된 것 입 니 다.
우선 proxy ClassCache 의 정 의 를 보십시오 WeakCache[],Class>,범 형 에서 첫 번 째 는 캐리어 K 를 나타 내 고 두 번 째 는 인터페이스 류 P 를 나타 내 며 세 번 째 는 생 성 된 프 록 시 류 V 를 나타 낸다.V 의 생 성 은 프 록 시 클래스 팩 토 리 를 통 해 생 성 된다.apply()호출 하기;

//   BiFunction<T, U, R>       ,      T,U       ,  R      
private static final class ProxyClassFactory
        implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
    {
        // prefix for all proxy class names
        //          
        private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";
        // next number to use for generation of unique proxy class names
        //             
        private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();
        @Override
        public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {
            Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
            //      ,   
            for (Class<?> intf : interfaces) {
                /*
                 * Verify that the class loader resolves the name of this
                 * interface to the same Class object.
                 */
                Class<?> interfaceClass = null;
                try {
                    interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                }
                if (interfaceClass != intf) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        intf + " is not visible from class loader");
                }
                /*
                 * Verify that the Class object actually represents an
                 * interface.
                 */
                if (!interfaceClass.isInterface()) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        interfaceClass.getName() + " is not an interface");
                }
                /*
                 * Verify that this interface is not a duplicate.
                 */
                if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        "repeated interface: " + interfaceClass.getName());
                }
            }
            //          
            String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in
            //        : public ,final
            int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;
            /*
             * Record the package of a non-public proxy interface so that the
             * proxy class will be defined in the same package.  Verify that
             * all non-public proxy interfaces are in the same package.
             */
            //                ;        
            //          ,     com.sun.proxy,
            //      $Proxy           
            //        non-public proxy interface ,              
            for (Class<?> intf : interfaces) {
                int flags = intf.getModifiers();
                if (!Modifier.isPublic(flags)) {
                    accessFlags = Modifier.FINAL;
                    String name = intf.getName();
                    int n = name.lastIndexOf('.');
                    String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));
                    if (proxyPkg == null) {
                        proxyPkg = pkg;
                    } else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {
                        throw new IllegalArgumentException(
                            "non-public interfaces from different packages");
                    }
                }
            }
            if (proxyPkg == null) {
                // if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package
                proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
            }

            /*
             * Choose a name for the proxy class to generate.
             */
            long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
            //         , com.sun.proxy.$Proxy0.calss
            String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;

            /*
             * Generate the specified proxy class.
             */
            //    ,         
            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
                proxyName, interfaces, accessFlags);
            try {
                //       JVM ,             
                return defineClass0(loader, proxyName,
                                    proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
            } catch (ClassFormatError e) {
                /*
                 * A ClassFormatError here means that (barring bugs in the
                 * proxy class generation code) there was some other
                 * invalid aspect of the arguments supplied to the proxy
                 * class creation (such as virtual machine limitations
                 * exceeded).
                 */
                throw new IllegalArgumentException(e.toString());
            }
        }
    }
그리고 getMethod()를 호출 하여 equals(),hashcode(),toString()등 방법 을 추가 합 니 다.그리고 모든 인 터 페 이 스 를 옮 겨 다 니 는 방법 을 프 록 시 클래스 에 추가 합 니 다.마지막 으로 이 방법 들 을 정렬 합 니 다.

private static List<Method> getMethods(Class<?>[] interfaces) {
        List<Method> result = new ArrayList<Method>();
        try {
            result.add(Object.class.getMethod("equals", Object.class));
            result.add(Object.class.getMethod("hashCode", EmptyArray.CLASS));
            result.add(Object.class.getMethod("toString", EmptyArray.CLASS));
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new AssertionError();
        }

        getMethodsRecursive(interfaces, result);
        return result;
    }
private static void getMethodsRecursive(Class<?>[] interfaces, List<Method> methods) {
        for (Class<?> i : interfaces) {
            getMethodsRecursive(i.getInterfaces(), methods);
            Collections.addAll(methods, i.getDeclaredMethods());
        }
    }
마지막 출력 관련 proxy class

package com.zhb.jdk.proxy;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Proxy;

import com.zhb.jdk.dynamicProxy.HelloworldImpl;

import sun.misc.ProxyGenerator;

/**
 * @author ZHB
 * @date 2018 8 31   11:35:07
 * @todo TODO
 */
public class DynamicProxyTest {

    public static void main(String[] args) {

        IUserService target = new UserServiceImpl();
        MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(target);
        //                (              )
        //                (             ,                      )
        //      invocation handler,         。           handler
        IUserService proxyObject = (IUserService) Proxy.newProxyInstance(DynamicProxyTest.class.getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(), handler);
        proxyObject.add("  ");

        String path = "D:/$Proxy0.class";
        byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy0", HelloworldImpl.class.getInterfaces());
        FileOutputStream out = null;

        try {
            out = new FileOutputStream(path);
            out.write(classFile);
            out.flush();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                out.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}
// Decompiled by Jad v1.5.8e2. Copyright 2001 Pavel Kouznetsov.
// Jad home page: http://kpdus.tripod.com/jad.html
// Decompiler options: packimports(3) fieldsfirst ansi space

import com.zhb.jdk.proxy.IUserService;
import java.lang.reflect.*;

public final class $Proxy0 extends Proxy
    implements IUserService
{

    private static Method m1;
    private static Method m2;
    private static Method m3;
    private static Method m0;
    //        ,      InvocationHandler  ,
    //Proxy.newInstance                      
    public $Proxy0(InvocationHandler invocationhandler)
    {
        super(invocationhandler);
    }
     // Object       ,equals,toString, hashCode
    public final boolean equals(Object obj)
    {
        try
        {
            return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] {
                obj
            })).booleanValue();
        }
        catch (Error ) { }
        catch (Throwable throwable)
        {
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
        }
    }

    public final String toString()
    {
        try
        {
            return (String)super.h.invoke(this, m2, null);
        }
        catch (Error ) { }
        catch (Throwable throwable)
        {
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
        }
    }
    //      
    public final void add(String s)
    {
        try
        {
            // invocation handler  invoke        
            super.h.invoke(this, m3, new Object[] {
                s
            });
            return;
        }
        catch (Error ) { }
        catch (Throwable throwable)
        {
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
        }
    }

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

    //                  
    static 
    {
        try
        {
            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {
                Class.forName("java.lang.Object")
            });
            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
            m3 = Class.forName("com.zhb.jdk.proxy.IUserService").getMethod("add", new Class[] {
                Class.forName("java.lang.String")
            });
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
        }
        catch (NoSuchMethodException nosuchmethodexception)
        {
            throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());
        }
        catch (ClassNotFoundException classnotfoundexception)
        {
            throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());
        }
    }
}
이상 은 바로 JDK 동적 에이전트 절차 상세(소스 코드 분석)의 상세 한 내용 입 니 다.더 많은 JDK 동적 에이전트 에 관 한 자 료 는 저희 의 다른 관련 글 을 주목 해 주 십시오!

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