为什么 JDK 的动态代理只能使用接口?

admin 行业动态 2024-10-09 31

摘要:JDK 的动态代理大家都熟悉,也都会用,但是你有没有深度思考一个问题,为什么 JDK 的动态代理只能使用接口? 想必有些人看到这个问法后就一脸懵逼了吧,小编下面就带大家揭密这个问题的本质。 简单而不简单的答案 之所以 JDK 的动态代理只能通过接口实现,原因是因为运行时 newProxy...

JDK 的动态代理大家都熟悉,也都会用,但是你有没有深度思考一个问题,为什么 JDK 的动态代理只能使用接口? 想必有些人看到这个问法后就一脸懵逼了吧,小编下面就带大家揭密这个问题的本质。

简单而不简单的答案

之所以 JDK 的动态代理只能通过接口实现,原因是因为运行时 newProxyInstance 内部会缓存形式先通过字节码生成一个代理类,这个代理类默认已经继承了 Proxy 类,同时实现了我们传入的一堆接口;由于 Java 是单继承的,所以 JDK 动态代理只能代理接口,接口可以实现多个,但是类只能继承实现一个。

譬如我们使用动态代理样例如下:

// Foo 为接口 InvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(...); Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(Foo.class.getClassLoader(), Foo.class); Foo f = (Foo) Proxy.newProxyInstance(Foo.class.getClassLoader(), new Class<?>[] { Foo.class }, handler); 

上面代码运行时会在内存中默认通过字节码生成一个动态代理类,大致样子如下:

public class $Proxy1 extends Proxy implements Foo {     ...... } 

这就是为什么 JDK 动态代理只能通过接口实现的原因。

深度思考 揭开面纱

分析为什么就得先从动态代理入口开始着手,即Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h),下面是其源码:

//JDK 创建动态代理 public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,                                       Class<?>[] interfaces,                                       InvocationHandler h)     throws IllegalArgumentException {     ......     // 重点     final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();     ......     // 生成增强之后的动态代理 Class     Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);     // 创建增强之后的动态代理 Class 实例对象     try {         ......         final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);         ......         return cons.newInstance(new Object[]{h});     } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {         ......     } } 

上面代码中有一个重点语句Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);,源码如下:

private static final WeakCache<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>         proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory()); private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,                                        Class<?>... interfaces) {     if (interfaces.length > 65535) {         throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");     }     // proxyClassCache 是 Proxy 的静态变量,是 WeakCache 类,     // 里面封装了两个类 KeyFactory、ProxyClassFactory     // 重点!!! 本质调用的 ProxyClassFactory 的 apply 方法     return proxyClassCache.get(loader, interfaces); } 

顺着上面代码我们继续看下ProxyClassFactory,如下:

private static final class ProxyClassFactory     implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>> {     // 所有代理类的前缀     private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";     // 一个用来生成唯一类名的数字     private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();     // 重点,这个方法被上面的 proxyClassCache.get 调用,也就是被 WeakCache 的 get 调用     @Override     public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {         ...... // 一堆对接口的校验逻辑,省略         String proxyPkg = null;     // 代理类包名         int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL; // flag         ......         long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();  // 唯一类名         // 拼接的唯一全限定代理类名         String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;         //重点!!!这里生成了增强的代理类字节码文件         byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(             proxyName, interfaces, accessFlags);         try {         // 调用 native 方法加载代理类字节码到内存             return defineClass0(loader, proxyName,                                 proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);         } catch (ClassFormatError e) {             ......         }     } } 

接近真相了,我们从上面代码可以知道,代理类其实是通过ProxyGenerator生成字节码的,其生成的代理类解构大致如下:

public class $Proxy1 extends Proxy implements 传入的接口1, 传入的接口2... {    ...... } 

到现在大家都应该明白了吧,JDK 动态代理的原理是根据定义好的继承 Proxy 类规则,用传入的接口创建一个新类,这就是为什么采用动态代理时为什么只能用接口引用指向代理,而不能用传入的类引用执行动态类。

然后呢?

在安卓中你可能就此认为完事了?不是的哈,其实动态代理的核心不就是动态嘛,如果想突破接口,我们完全可以采用别的方式实现,有了字节码操作什么不能玩啊,只是 JDK 默认是为了通用,所以牺牲了一些特性而已。

在后台开发中,一种典型的实现就是基于 cglib 的动态代理,他就能突破接口限制,采用的是用创建一个继承实现类的子类,用 ASM 库动态修改子类的代码来实现的,所以可以用传入的类引用执行代理类。

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