Java 有两种代理方式，一种是静态代理，另一种是动态代理。对于静态代理，其实就是通过依赖注入，对对象进行封装，不让外部知道实现的细节。很多 API 就是通过这种形式来封装的。

代理模式结构图（图片来自《大话设计模式》）

下面看下两者在概念上的解释：

静态代理

• 静态代理类：由程序员创建或者由第三方工具生成，再进行编译；在程序运行之前，代理类的.class文件已经存在了。

• 静态代理类通常只代理一个类。

• 静态代理事先知道要代理的是什么。

动态代理

• 动态代理类：在程序运行时，通过反射机制动态生成。

• 动态代理类通常代理接口下的所有类。

• 动态代理事先不知道要代理的是什么，只有在运行的时候才能确定。

• 动态代理的调用处理程序必须事先InvocationHandler接口，及使用Proxy类中的newProxyInstance方法动态的创建代理类。

• Java动态代理只能代理接口，要代理类需要使用第三方的CLIGB等类库。

动态代理的好处

Java动态代理的优势是实现无侵入式的代码扩展，也就是方法的增强；让你可以在不用修改源码的情况下，增强一些方法；在方法的前后你可以做你任何想做的事情（甚至不去执行这个方法就可以）。此外，也可以减少代码量，如果采用静态代理，类的方法比较多的时候，得手写大量代码。

动态代理实例

静态代理的实例这里就不说了，比较简单。在 java 的 java.lang.reflect 包下提供了一个 Proxy 类和一个 InvocationHandler 接口，通过这个类和这个接口可以生成 JDK 动态代理类和动态代理对象。下面讲讲动态代理的实现。

先定义一个接口：

public interface Person {    void setName(String name);}

再定义一个学生 Student 类来实现 Person 接口，每一个学生都有一个自己的名字：

public class Student implements Person {        private String mName;    public Student(String name) {        mName = name;    }    public void setName(String name) {        mName = name;    }}

 Student 类中，定义了一个私有变量 mName，用来表示 Student 的名字。接下去定义一个代理 handler，就是用来帮我们处理代理的 :

public class PersonHandler
     
       implements InvocationHandler {    // 代理的目标对象    private T mTarget;    public PersonHandler(T target) {        mTarget = target;    }    @Override    public Object invoke(Object o, Method method, Object[] objects) throws Throwable {        // 调用开始前的操作        ProxyUtil.start();        // 调用方法,通过反射的形式来调用 mTarget 的 method         Object result = method.invoke(mTarget, objects);        // 打印改名前的名字        ProxyUtil.log(objects[0].toString());        // 调用结束后的操作        ProxyUtil.finish();        return result;    }}
     

可以发现，我们在调用代码前后都做了一些操作，甚至可以直接拦截该方法，不让其运行。其中定义了一个 ProxyUtil 类，方便我们做一些操作：

public class ProxyUtil {    private static final String TAG = "ProxyUtil";    public static void start() {        Log.d(TAG, "start: " + System.currentTimeMillis());    }    public static void finish() {        Log.d(TAG, "finish: " + System.currentTimeMillis());    }    public static void log(String name) {        Log.d(TAG, "log: " + name);    }}

接下去开始编写代理的实现：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {    @Override    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {        super.onCreate(savedInstanceState);        setContentView(R.layout.activity_main);        //创建一个实例对象，这个对象是被代理的对象        Person zhangsan = new Student("张三");        //创建一个与代理对象相关联的 InvocationHandler        PersonHandler stuHandler = new PersonHandler<>(zhangsan);        //创建一个代理对象 stuProxy 来代理 zhangsan，代理对象的每个执行方法都会替换执行 Invocation 中的 invoke 方法        Person stuProxy = (Person) Proxy.newProxyInstance(Person.class.getClassLoader(), new Class
     []{Person.class}, stuHandler);        //代理执行 setName 的方法        stuProxy.setName("王五");}

看下打印输出：

可以发现代理成功了。并且我们在调用方式的之前之后，都做了一些操作。Spring 的 AOP 其就是通过动态代理的机制实现的。

 

其中，我们将 stuProxy 的类名打印出来：

Log.d(TAG, "onCreate: " + stuProxy.getClass().getCanonicalName());

 发现其名字竟然是 $Proxy0。具体原因下面会解释。

源码分析

上面我们利用 Proxy 类的 newProxyInstance 方法创建了一个动态代理对象，查看该方法的源码: 

/**     * Returns an instance of a proxy class for the specified interfaces     * that dispatches method invocations to the specified invocation     * handler.     *     * 
{
    @code Proxy.newProxyInstance} throws     * {
    @code IllegalArgumentException} for the same reasons that     * {
    @code Proxy.getProxyClass} does.     *     * @param   loader the class loader to define the proxy class     * @param   interfaces the list of interfaces for the proxy class     *          to implement     * @param   h the invocation handler to dispatch method invocations to     * @return  a proxy instance with the specified invocation handler of a     *          proxy class that is defined by the specified class loader     *          and that implements the specified interfaces     * @throws  IllegalArgumentException if any of the restrictions on the     *          parameters that may be passed to {
    @code getProxyClass}     *          are violated     * @throws  SecurityException if a security manager, s, is present     *          and any of the following conditions is met:     *          
     
           *          
      
 the given {
    @code loader} is {
    @code null} and     *               the caller's class loader is not {
    @code null} and the     *               invocation of {
    @link SecurityManager#checkPermission     *               s.checkPermission} with     *               {
    @code RuntimePermission("getClassLoader")} permission     *               denies access;
     *          
      
 for each proxy interface, {
    @code intf},     *               the caller's class loader is not the same as or an     *               ancestor of the class loader for {
    @code intf} and     *               invocation of {
    @link SecurityManager#checkPackageAccess     *               s.checkPackageAccess()} denies access to {
    @code intf};
     *          
      
 any of the given proxy interfaces is non-public and the     *               caller class is not in the same {
    @linkplain Package runtime package}     *               as the non-public interface and the invocation of     *               {
    @link SecurityManager#checkPermission s.checkPermission} with     *               {
    @code ReflectPermission("newProxyInPackage.{package name}")}     *               permission denies access.
     *          
     
     * @throws  NullPointerException if the {
    @code interfaces} array     *          argument or any of its elements are {
    @code null}, or     *          if the invocation handler, {
    @code h}, is     *          {
    @code null}     */    @CallerSensitive    public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,                                          Class
     [] interfaces,                                          InvocationHandler h)        throws IllegalArgumentException    {
    　　　　　// 判空，判断 h 对象是否为空，为空就抛出 NullPointerException        Objects.requireNonNull(h);        final Class
     [] intfs = interfaces.clone();        final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();        if (sm != null) {
    　　　　　　　// 进行包访问权限、类加载器等权限检查            checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);        }        /*         * Look up or generate the designated proxy class.         */        Class
      cl = getProxyClass0(loader, intfs);        /*         * Invoke its constructor with the designated invocation handler.         */        try {            if (sm != null) {                checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);            }            final Constructor
      cons = cl.getConstructor(constructorParams);            final InvocationHandler ih = h;            if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {                AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction
     
      () {                    public Void run() {                        cons.setAccessible(true);                        return null;                    }                });            }            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);        }    }
     

 在生成代理类的过程中，会进行一些列检查，比如访问权限之类的。接下去我们来看 getProxyClass0 方法的源码：

/**     * Generate a proxy class.  Must call the checkProxyAccess method     * to perform permission checks before calling this.     */    private static Class
      getProxyClass0(ClassLoader loader,                                           Class
     ... interfaces) {
    　　　　 // 数量超过 65535 就抛出异常，665535 这个就不用说了吧        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        return proxyClassCache.get(loader, interfaces);    }

 最后发现会对生成的代理类进行缓存，有了，就不直接返回，没有的，还得生成代理类，我们继续往下走：

proxyClassCache = new WeakCache<>(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());

 关键点在于  ProxyClassFactory 这个类，从名字也可以猜出来这个类的作用。看看代码：

/**     * A factory function that generates, defines and returns the proxy class given     * the ClassLoader and array of interfaces.     */    private static final class ProxyClassFactory        implements BiFunction
     
      [], Class
      >    {        // prefix for all proxy class names 定义前缀        private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";        // next number to use for generation of unique proxy class names  原子操作，适用于多线程        private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();        @Override        public Class
       apply(ClassLoader loader, Class
      [] interfaces) {            Map
      
       , 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 {
    　　　　　　　　　　　　// 通过反射获取到接口类                    interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);                } catch (ClassNotFoundException e) {                } 　　　　　　　　　// 所得到的接口类与传进来的不相等，说明不是同一个类                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            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.             */            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(); 　　　　　　　// 生产代理类的名字            String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;            /*             * Generate the specified proxy class.             */            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(                proxyName, interfaces, accessFlags);            try {                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());            }        }    }
      
     

这里会通过反射获取接口的各种修饰符，包名等，然后根据规则命名代理类，最后调用 ProxyGenerator.generateProxyClass 生成了代理类。

 ProxyGenerator.generateProxyClass 具体实现在 eclipse 上打开后，说是找不到源码：

 不过，从其他地方找到了部分代码：

public static byte[] generateProxyClass(final String name,                                             Class[] interfaces)     {         ProxyGenerator gen = new ProxyGenerator(name, interfaces);      // 这里动态生成代理类的字节码，由于比较复杂就不进去看了         final byte[] classFile = gen.generateClassFile();        // 如果saveGeneratedFiles的值为true，则会把所生成的代理类的字节码保存到硬盘上         if (saveGeneratedFiles) {             java.security.AccessController.doPrivileged(             new java.security.PrivilegedAction
     
      () {                 public Void run() {                     try {                         FileOutputStream file =                             new FileOutputStream(dotToSlash(name) + ".class");                         file.write(classFile);                         file.close();                         return null;                     } catch (IOException e) {                         throw new InternalError(                             "I/O exception saving generated file: " + e);                     }                 }             });         }        // 返回代理类的字节码         return classFile;     }
     

我们可以自己试试 ProxyGenerator.generateProxyClass 的功能。

public class ProxyGeneratorUtils {    /**     * 把代理类的字节码写到硬盘上      * @param path 保存路径      */    public static void writeProxyClassToHardDisk(String path) {// 获取代理类的字节码          byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy11", Student.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();            }        }    }}

main 方法里面进行调用 ：

public class Main {    public static void main(String[] args) {        ProxyGeneratorUtils.writeProxyClassToHardDisk("$Proxy0.class");    }}

可以发现，在根目录下生成了一个  $Proxy0.class 文件，文件内容反编译后如下：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.Proxy;import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;import proxy.Person;public final class $Proxy0 extends Proxy implements Person{  private static Method m1;  private static Method m2;  private static Method m3;  private static Method m0;    /**  *注意这里是生成代理类的构造方法，方法参数为InvocationHandler类型，看到这，是不是就有点明白  *为何代理对象调用方法都是执行InvocationHandler中的invoke方法，而InvocationHandler又持有一个  *被代理对象的实例，不禁会想难道是....？ 没错，就是你想的那样。  *  *super(paramInvocationHandler)，是调用父类Proxy的构造方法。  *父类持有：protected InvocationHandler h;  *Proxy构造方法：  *    protected Proxy(InvocationHandler h) {  *         Objects.requireNonNull(h);  *         this.h = h;  *     }  *  */  public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)    throws   {    super(paramInvocationHandler);  }    //这个静态块本来是在最后的，我把它拿到前面来，方便描述   static  {    try    {      //看看这儿静态块儿里面有什么，是不是找到了giveMoney方法。请记住giveMoney通过反射得到的名字m3，其他的先不管      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("proxy.Person").getMethod("giveMoney", new Class[0]);      m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);      return;    }    catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)    {      throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());    }    catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)    {      throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());    }  }   /**  *   *这里调用代理对象的giveMoney方法，直接就调用了InvocationHandler中的invoke方法，并把m3传了进去。  *this.h.invoke(this, m3, null);这里简单，明了。  *来，再想想，代理对象持有一个InvocationHandler对象，InvocationHandler对象持有一个被代理的对象，  *再联系到InvacationHandler中的invoke方法。嗯，就是这样。  */  public final void giveMoney()    throws   {    try    {      this.h.invoke(this, m3, null);      return;    }    catch (Error|RuntimeException localError)    {      throw localError;    }    catch (Throwable localThrowable)    {      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);    }  }  //注意，这里为了节省篇幅，省去了toString，hashCode、equals方法的内容。原理和giveMoney方法一毛一样。}

jdk 为我们的生成了一个叫 $Proxy0（这个名字后面的0是编号，有多个代理类会一次递增）的代理类，这个类文件时放在内存中的，我们在创建代理对象时，就是通过反射获得这个类的构造方法，然后创建的代理实例。通过对这个生成的代理类源码的查看，我们很容易能看出，动态代理实现的具体过程。

我们可以对 InvocationHandler 看做一个中介类，中介类持有一个被代理对象，在 invoke 方法中调用了被代理对象的相应方法，而生成的代理类中持有中介类，因此，当我们在调用代理类的时候，就是再调用中介类的 invoke 方法，通过反射转为对被代理对象的调用。

代理类调用自己方法时，通过自身持有的中介类对象来调用中介类对象的 invoke 方法，从而达到代理执行被代理对象的方法。也就是说，动态代理通过中介类实现了具体的代理功能。

生成的代理类：$Proxy0 extends Proxy implements Person，我们看到代理类继承了 Proxy 类，所以也就决定了 java 动态代理只能对接口进行代理，Java 的继承机制注定了这些动态代理类们无法实现对 class 的动态代理。

 

参考文章：

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