【java】结合工厂设计模式，利用反射实现动态代理设计

关键字：InvocationHandler（接口）、Proxy（类）、reflect；

如果有N个接口需要使用代理类来完成一些辅助的操作，而这些辅助功能又很相似，此时希望有一个代理类，能满足N多不同接口的代理处理，而不是具体针对某一个接口，这样就需要使用动态代理来实现。

要实现动态代理的类，必须实现java.lang.reflect.InvocationHandler接口（其中只包含有一个invoke()方法），并需要java.lang.reflect.Proxy类中的newProxyInstance()方法来实现真实业务与代理对象的绑定。

新增了一个工厂类来完成接口的虚拟代理对象的实例化工作，客户端需要传入的是代理类和真是业务类的名称。

简单的功能（以打印为例）实现如下：

package com.java.demo;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.Arrays;

interface ISubject{	//核心接口
	public void eat(String food,int amount);
}

class RealSubject implements ISubject{	//真实业务
	@Override
	public void eat(String food,int amount) {
		System.out.println("我要吃"+amount+"份量的"+food+"!");
	}
	public void fun() {
		System.out.println("其他工作");
	}
}

interface IWork{	//核心接口
	public void wash();
}
class RealWork implements IWork{	//真实业务
	@Override
	public void wash() {
		System.out.println("开始洗澡!");
	}
}
class RealWorkOther implements IWork{	//真实业务
	@Override
	public void wash() {
		System.out.println("开始洗碗!");
	}
}

class ProxySubject implements InvocationHandler{//动态代理类
	private Object target;	//（真实业务）需要绑定任意接口对象，用Object描述
	public ProxySubject() {}
	public void prepare() {
		System.out.println("【PoxySubject】准备工作！");
	}
	public void clear() {
		System.out.println("【PoxySubject】清理工作！");
	}
	
	/**
	 * 实现真实对象的绑定处理，同时返回代理对象
	 * @param target 需要被绑定的真实对象
	 * @return 返回代理对象
	 */
	public Object bind(Object target) {
		this.target = target;	//必须手动保存真实主题对象
		return Proxy.newProxyInstance(this.target.getClass().getClassLoader(),this.target.getClass().getInterfaces(),this);
	}
	
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		System.out.println("【proxyclass】"+proxy.getClass());	//仅作观察用
		System.out.println("【method】"+method);	//仅作观察用
		System.out.println("【arg】"+Arrays.toString(args));	//仅作观察用
		System.out.println("-------------------------------------------------------------------");
		prepare();
		Object result = method.invoke(this.target,args);
		clear();
		return result;
	}
}

class Factory{	//工厂类
	private Factory() {}
	/**
	 * 产生被代理类(接口)的虚拟实例化代理对象
	 * @param proxySubjectName 代理类名字
	 * @param realObjectName 真实业务类名字
	 * @return 被代理接口的虚拟代理类实例化对象
	 */
	public static Object getInstance(String proxySubjectName,String realObjectName){
		Object rInstance,pInstance,resultInstance = null;
		Method bindMethod = null;
		try {
			rInstance = Class.forName(realObjectName).newInstance();
			Class p = Class.forName(proxySubjectName);
			pInstance = p.newInstance();
			bindMethod = p.getMethod("bind", Object.class);
			//反射调用bind()方法，实现真实对象的绑定处理，同时返回代理对象
			resultInstance = bindMethod.invoke(pInstance, rInstance);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return resultInstance;
	} 
}

public class TestDemo {
	public static void main(String[] args){
		ISubject subject = (ISubject) Factory.getInstance("com.java.demo.ProxySubject", "com.java.demo.RealSubject");
		subject.eat("苹果", 21);
		System.out.println("===============================分割线===============================");
		IWork work = (IWork) Factory.getInstance("com.java.demo.ProxySubject", "com.java.demo.RealWork");
		work.wash();
		System.out.println("===============================分割线===============================");
		IWork work2 = (IWork) Factory.getInstance("com.java.demo.ProxySubject", "com.java.demo.RealWorkOther");
		work2.wash();
	}
}

运行结果为：

为了观察加入如下代码：

ISubject subject = (ISubject) Factory.getInstance("com.java.demo.ProxySubject", "com.java.demo.RealSubject");
System.out.println(subject.getClass());

输出结果：

class com.java.demo.$Proxy0

一些问题：

• 同一核心接口，不同真实业务子类，所生成的虚拟代理对象属于同一个类（如：ISubject的为$Proxy0，IWork的为$Proxy1），虚拟代理类命名规则：$+Proxy+数字，此类存在于JVM中，可用代码写入到磁盘中观察；
• 实现的InvocationHandler接口的invoke()方法中接收的Object Proxy，是Proxy类newProxyInstance()自动生成的虚拟代理类对象（？？？），那么invoke()方法又是何时被接收参数并被调用的呢？

回答：

因为学习才入门还不够深入，看源码时有些被绕的有点懵，通过查看网络资料大概了解到：

原文链接：点击打开链接

https://blog.csdn.net/wang_1997/article/details/52450549

以下为摘要：

Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)做了以下几件事. 
根据参数loader和interfaces调用方法 getProxyClass(loader, interfaces)创建代理类$Proxy0.$Proxy0类 实现了interfaces的接口,并继承了Proxy类. 

实例化$Proxy0并在构造方法中把DynamicSubject传过去,接着$Proxy0调用父类Proxy的构造器,为h赋值。

class Proxy{
    InvocationHandler h=null;
    protected Proxy(InvocationHandler h) {
        this.h = h;
    }
    ...
}

接着把得到的$Proxy0实例强制转换成Subject，并将引用赋给subject。当执行subject.request()（request()代表的是在客户端调用的那个方法）方法时，就调用了$Proxy0类中的request()方法，进而调用父类Proxy中的h的invoke()方法.即InvocationHandler.invoke()。

public final class $Proxy0 extends Proxy implements Subject {
    private static Method m1;
    private static Method m0;
    private static Method m3;
    private static Method m2;

    static {
        try {
            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals",
                    new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });

            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode",
                    new Class[0]);

            m3 = Class.forName("***.RealSubject").getMethod("request",
                    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());
        }
    } //static

    public $Proxy0(InvocationHandler invocationhandler) {
        super(invocationhandler);
    }

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

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

    public final void request() {
        try {
            super.h.invoke(this, m3, null);
            return;
        } catch (Error e) {
        } catch (Throwable throwable) {
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
        }
    }

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

从$Proxy0的源码可以看出，动态代理类不仅代理了显示定义的接口中的方法，而且还代理了java的根类Object中的继承而来的equals()、hashcode()、toString()这三个方法，并且仅此三个方法。