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liuliying930406
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发表于: IP:您无权察看 2018-11-7 15:43:33 | [全部帖] [楼主帖] 楼主


转自公众号java面试笔试


所谓动态代理,指的是语言提供的一种语法,能够将对对象中不同方法的调用重定向到一个统一的处理函数中来。

python重写__getattr__函数能够做到这一点,就连世界上最好的语言也提供称为魔术方法的__call。

这种语法除了能更好的实现动态代理外,还是RPC框架实现原理的一部分。


1. 动态代理是什么

动态代理提供一种抽象,能够将对象中不同方法的调用重定向到一个统一的处理函数,做自定义的逻辑处理。但是对于调用者,对此毫无察觉,就好像调用的方法是用传统方式实现的一般。

这种语法,在java中被称为动态代理。之所以叫做动态代理,是因为它能避免传统代理模式实现中人工一个一个的将java函数转发过去,而是能够让代码自动做到这一点,这样代理类的代码是和业务无关的,不会因为业务类的方法增多而逐渐庞大。使代码更易维护更易修改,实现自动化搬砖。

实际上,被代理的类不一定位于本机类,动态代理语法提供了一种抽象方式,被代理的类也可以位于远程主机上,这也是RPC框架实现原理的一部分。

理解了动态代理的概念后不难发现,动态代理概念上有着这么几个部分:

给调用者使用的代理类。在java中,我们发现动态代理提供的抽象天然契合面向接口编程,因此它也有可能是接口。

一个统一的处理函数,收集不同函数转发过来的请求,可自定义处理逻辑集中处理。java中它可能会成为一个较独立的部分,因此也可能是类。


2. java动态代理机制

理解了概念,就不难理解java动态代理的机制了。下面来看看java动态代理机制如何代理一个本地对象。

2.1. 代理接口

首先看第一个部分,给调用者使用的代理类。在java动态代理机制中,这个角色只能是接口。我们定义一个整数运算接口:

image.png 

2.2. 代理处理器

再看第二个角色,统一的处理函数。在java中它的确是类,通过实现InvocationHandler接口定义。

 image.png

由于我们的例子是代理本地对象,那么处理函数是需要被代理对象的信息。可以看到,我们从构造函数中将被代理对象保存在该类中,即可从处理函数中访问到。

在invoke函数中,对代理对象的所有方法的调用都被转发至该函数处理。在这里可以灵活的自定义各种你能想到的逻辑。在上面的代码中,我们使用反射调用被代理对象的同名方法实现。


2.3. 被代理类

由于我们的示例是代理本地对象,因此还需要一个被代理对象的类:

 

2.4. 创建代理对象

好了,各个组成部分都定义完成。现在把它们组合起来:

 

由于java提供的这个写法实在是太啰嗦了,所以把它放入一个辅助函数中。

Proxy.newProxyInstance 方法能够根据提供的接口和代理处理器创建代理对象。

java提供的写法太啰嗦了,可以考虑使用Guake提供的辅助函数简化下代码。如下:

 

好了,现在调用下试试:

 

2.5. 总结

动态代理听起来是代理模式的动态实现,可是结合上面的最终效果,不觉得这个叫做动态装饰器更合适吗?


3. 动态代理的应用

说完了动态代理的概念和实现机制,该看看使用动态代理有哪些应用。

3.1. 应用一:代理模式/装饰器模式的动态实现

这个应用场景前面据已经提到过。代理模式和装饰器模式是编程当中很常用的技巧,用于提升代码的灵活性和可扩展性。传统代理模式的实现方式比较暴力直接,需要将所有被代理类的所有方法都写一遍,并且一个个的手动转发过去。在维护被代理类的同时,作为java码工还需要同时维护代理类的相关代码,实在是累心。

通过使用动态代理,动态代理能够自动将代理类的相关方法转发到被代理类,可以看到:

代理转发的过程自动化了,实现自动化搬砖。

代理类的代码逻辑和具体业务逻辑解耦,与业务无关。

3.2. 应用二:实现AOP

是的,利用动态代理也能实现AOP。仔细推演一下不能得出这个结论。我们知道:

动态代理提供了一种方式,能够将分散的方法调用转发到一个统一的处理函数处理。

AOP的实现需要能够提供这样一种机制,即在执行函数前和执行函数后都能执行自己定义的钩子。

那么,首先使用动态代理让代理类忠实的代理被代理类,然后处理函数中插入我们的自定义的钩子。之后让代理类替换被代理类需要使用的场景,这样,相当于对该类的所有方法定义了一个切面。

不过,使用动态代理实现AOP特别麻烦,啰嗦。这仅仅作为一个探讨的思路,来说明动态代理这一通用概念可以实现很多特定技术。实际使用中当然使用spring提供的AOP更为方便。

3.3. 应用三:实现RPC

RPC即远程过程调用,在分布式的网站架构中是一个非常重要的技术,目前现在流行的SOA架构,微服务架构,它们的核心原理之一就是RPC调用。

从概念上来说,RPC的概念是非常简洁优美的。RPC方法的调用和普通的方法并无二异,调用者不需要操心具体的实现,这是抽象提供的威力。实现上,它将函数调用方和函数的提供方分散在两个不同的进程上,中间使用网络通信来进行数据交互。

动态代理就是实现RPC的技术之一。只要理解了动态代理和RPC,我们很容易发现这样一个事实:RPC调用其实是对远程另外一台机器进程上的对象的代理。

仔细思考RPC调用的数据流流向,就能梳理出这样的思路:

调用方调用本地的RPC代理方法,将参数提供给该方法。

不同的RPC代理方法被转发到一个统一的处理中心,该处理中心知道调用的是那个函数,参数是什么。

该处理中心将调用的信息封装打包,通过网络发送给另外一个进程。

另外一个进程接受到调用进程发送过来的数据包。

该进程根据数据包中记录的RPC调用信息,将调用分发给对应的被代理对象的对应方法去执行。

返回的话思路类似。

显而易见,第二步,需要使用动态代理将分散的函数调用转发到一个统一的处理中心;第五步,将统一收集来的调用信息分发给具体的函数执行,显然使用反射做到这一点。

有了这个思路,通过利用动态代理,反射,和网络编程技术,实现一个简易版的RPC框架也就不难了。考虑到本文是介绍动态代理的,关于RPC的细节实现有时间新开一篇博文分析。


4. 最后

总得来说,通过一定的思考,个人觉得动态代理的核心在于:将分散的对对象不同方法的调用转发到一个同一的处理函数中来。

有了这个关键点,很多其它技术的实现需要借助于动态代理的这一个关键点实现,也因此动态代理也有着这么多的应用。





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