Android动态代理源码分析

前言

前面我们简单介绍了代理模式的使用Android设计模式详解之代理模式，我们也明白了动态代理模式的重要性，那动态代理究竟是如何实现将方法交给InvocationHandler.invoke执行的呢？本文就从源码的角度一步步去探究这个问题；

源码分析

从前面一篇文章我们知道动态代理是通过调用 Proxy.newProxyInstance()方法来实现的，我们就从这个方法入手
Proxy.newProxyInstance()方法：

 //constructorParams成员变量private static final Class<?>[] constructorParams ={ InvocationHandler.class };public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)throws IllegalArgumentException{  //先检查传入的InvocationHandler是否为空,为空则直接抛空指针Objects.requireNonNull(h);//克隆一份代理接口，并通过传入的classLoader去获取一个代理classfinal Class<?>[] intfs = interfaces.clone();Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);try {//获取代理class的带有InvocationHandler参数的构造函数final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);final InvocationHandler ih = h;//如果构造函数是私有的，反射设置可访问if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {cons.setAccessible(true);  }//通过反射生成代理对象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);}}

整体看下来还是比较轻松的，主要就是通过传入的类加载器、代理接口以及InvocationHandler调用反射去创建一个代理类的对象实例；

这里我们再重点分析下代理类的创建流程， Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);这段代码

 //proxyClassCache缓存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");}//很明显这里做了缓存处理return proxyClassCache.get(loader, interfaces);}

可以看到代理类最终是交给ProxyClassFactory工厂类创建的，我们就重点看下ProxyClassFactory

    /*** 一个工厂函数，在给定ClassLoader和接口数组的情况下生成、定义和返回代理类。*/private static final class ProxyClassFactoryimplements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>{// 代理类的后缀private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";// 用于生成唯一代理类名的下一个数字private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();@Overridepublic Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);//遍历代理接口for (Class<?> intf : interfaces) {Class<?> interfaceClass = null;try {//反射获取代理接口对应的classinterfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);} catch (ClassNotFoundException e) {}if (interfaceClass != intf) {//通过classLoader加载的class与原代理接口不一致则抛异常throw new IllegalArgumentException(intf + " is not visible from class loader");}//反射获取代理接口对应的class不是一个接口则抛异常if (!interfaceClass.isInterface()) {throw new IllegalArgumentException(interfaceClass.getName() + " is not an interface");}//验证代理接口是否重复if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {throw new IllegalArgumentException("repeated interface: " + interfaceClass.getName());}}String proxyPkg = null;     //代理类包名int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;//遍历代理接口，获取包名信息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) {proxyPkg = "";}{//获取接口中的所有方法List<Method> methods = getMethods(interfaces);//根据方法签名等信息进行排序Collections.sort(methods, ORDER_BY_SIGNATURE_AND_SUBTYPE);//如果方法中的任何两个方法具有相同的名称和参数，但返回类型不一致，则抛异常validateReturnTypes(methods);//获取所有的异常集合、方法集合List<Class<?>[]> exceptions = deduplicateAndGetExceptions(methods);Method[] methodsArray = methods.toArray(new Method[methods.size()]);Class<?>[][] exceptionsArray = exceptions.toArray(new Class<?>[exceptions.size()][]);//代理类名依次递增long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;//生成代码类return generateProxy(proxyName, interfaces, loader, methodsArray,exceptionsArray);}}}

代理类的创建工作交给ProxyClassFactory工厂来完成，ProxyClassFactory.apply方法会遍历所有的代理接口，并做校验、方法排序等工作，最终会调用generateProxy方法来生成代理类,而generateProxy方法是一个native方法！！！

    private static native Class<?> generateProxy(String name, Class<?>[] interfaces,ClassLoader loader, Method[] methods,Class<?>[][] exceptions);

经过上面的步骤，就通过调用 Proxy.newProxyInstance()方法生成了代理类，并创建了代理类的实例对象返回；

那这个创建的代理类长什么样呢？为什么通过代理类的对象调用代理接口方法就可以执行到InvocationHandler.invoke方法中呢？

我们在调用 Proxy.newProxyInstance()方法前，修改下系统属性如下：

 //修改属性设置保存生成的proxy文件System.getProperties().setProperty("jdk.proxy.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true")

这样我们就可以看到生成的代理对象

我这里还是前面的租客租房例子，生成的代理对象如下：

package com.sun.proxy;import com.crystal.essayjoker.pattern.proxy.dynamic.IRental;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;public final class $Proxy0 extends Proxy implements IRental {private static Method m1;private static Method m3;private static Method m4;private static Method m2;private static Method m0;public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws  {super(var1);}public final boolean equals(Object var1) throws  {try {return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1});} catch (RuntimeException | Error var3) {throw var3;} catch (Throwable var4) {throw new UndeclaredThrowableException(var4);}}public final void renting() throws  {try {super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);} catch (RuntimeException | Error var2) {throw var2;} catch (Throwable var3) {throw new UndeclaredThrowableException(var3);}}public final void rentingOut() throws  {try {super.h.invoke(this, m4, (Object[])null);} catch (RuntimeException | Error var2) {throw var2;} catch (Throwable var3) {throw new UndeclaredThrowableException(var3);}}public final String toString() throws  {try {return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);} catch (RuntimeException | Error var2) {throw var2;} catch (Throwable var3) {throw new UndeclaredThrowableException(var3);}}public final int hashCode() throws  {try {return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null);} catch (RuntimeException | Error var2) {throw var2;} catch (Throwable var3) {throw new UndeclaredThrowableException(var3);}}static {try {m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));m3 = Class.forName("com.crystal.essayjoker.pattern.proxy.dynamic.IRental").getMethod("renting");m4 = Class.forName("com.crystal.essayjoker.pattern.proxy.dynamic.IRental").getMethod("rentingOut");m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");} catch (NoSuchMethodException var2) {throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());} catch (ClassNotFoundException var3) {throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());}}
}

可以看到调用proxy的代理方法最终还是通过反射调用传入的InvocationHandler的invoke方法，至此谜题解开；

总结

动态代理的实现原理：
调用 Proxy.newProxyInstance()方法会通过反射带有InvocationHandler参数的构造函数生成代理类，并返回代理类的实例，当调用代理类的方法时，又会通过反射执行InvocationHandler对应的invoke方法，从而实现动态代理这套机制；

结语

如果以上文章对您有一点点帮助，希望您不要吝啬的点个赞加个关注，您每一次小小的举动都是我坚持写作的不懈动力！ღ( ´･ᴗ･` )

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