動(dòng)態(tài)代理研究與實(shí)現(xiàn)

摘要:動(dòng)態(tài)代理的基本思想就是建立一個(gè)可以返回動(dòng)態(tài)代理對(duì)象的代理工廠，該代理工廠提供一個(gè)靜態(tài)方法，用戶自己的業(yè)務(wù)處理對(duì)象和系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象傳遞給該代理工廠，在代理工廠的內(nèi)部，通過(guò)反射技術(shù)，獲得該業(yè)務(wù)邏輯對(duì)象的類對(duì)象，從而自動(dòng)的拼裝一個(gè)業(yè)務(wù)邏輯類的子類，在該子類中，代理工廠自己完成我們業(yè)務(wù)邏輯和系統(tǒng)服務(wù)的動(dòng)態(tài)拼裝，然后代理工廠動(dòng)態(tài)編譯該類，動(dòng)態(tài)生成該代理類的對(duì)象，返回代理對(duì)象給客戶，從而實(shí)現(xiàn)了真正意義上的業(yè)務(wù)邏輯和系統(tǒng)服務(wù)邏輯之間的動(dòng)態(tài)組裝。

關(guān)鍵詞:動(dòng)態(tài)代理;反射;業(yè)務(wù)邏輯;系統(tǒng)服務(wù);業(yè)務(wù)接口;系統(tǒng)服務(wù)接口;動(dòng)態(tài)編譯

中圖分類號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)36-10427-03

Danymic Proxy Research and Implements

LIU Qing-jie， SUN Xu-guang， BAI Ling

(Science And Technology Department， Institute Of Disaster Prevention， Sanhe 065201， China)

Abstract: A dynamic proxy class is a class that implements a list of interfaces specified at runtime such that a method invocation through one of the interfaces on an instance of the class will be encoded and dispatched to another object through a uniform interface. Thus， a dynamic proxy class can be used to create a type-safe proxy object for a list of interfaces without requiring pre-generation of the proxy class， such as with compile-time tools. Method invocations on an instance of a dynamic proxy class are dispatched to a single method in the instance's invocation handler， and they are encoded with a java.lang reflect.Method object identifying the method that was invoked and an array of type Object containing the arguments.

Key words: dynamic proxy; reflect; business logic; business interface; system service Interface; dynamic compilation

我們知道，對(duì)于企業(yè)應(yīng)用開發(fā)來(lái)說(shuō)，技術(shù)的核心就是通過(guò)DAO實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)對(duì)象的增、刪、查、改，我們將這部分功能稱之為業(yè)務(wù)邏輯。但是，基于各種各樣的原因，我們?cè)谡鎸?shí)的業(yè)務(wù)邏輯代碼執(zhí)行之前，總是需要首先執(zhí)行一些系統(tǒng)級(jí)服務(wù):例如執(zhí)行時(shí)間測(cè)試、記錄日志、安全檢查、權(quán)限審核、事務(wù)等業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)的做法是，直接將實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)的代碼放置在我們的業(yè)務(wù)邏輯代碼之前。這樣開發(fā)帶來(lái)的問(wèn)題就是:一方面我們所有的業(yè)務(wù)邏輯代碼之前都放置大量的重復(fù)的系統(tǒng)服務(wù)代碼，造成一種虛假的代碼膨脹。另一方面我們的系統(tǒng)服務(wù)代碼和我們的業(yè)務(wù)邏輯代碼緊密耦合，非常的不利于應(yīng)用的擴(kuò)展、遷移和升級(jí)。解決之道就是——代理模式。

1 代理模式的解耦原理

代理模式分為靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理。[1]靜態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)原理就是在使用簡(jiǎn)單的繼承方法，用一個(gè)新的類繼承我們的 DAOImpl類，然后再子類中將系統(tǒng)服務(wù)代碼加入，然后調(diào)用父類的業(yè)務(wù)邏輯代碼。這樣就把我們的系統(tǒng)服務(wù)代碼放置在子類，業(yè)務(wù)邏輯代碼放置在父類，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單解耦。一旦需要有變化，直接丟棄子類，然后再父類上的業(yè)務(wù)邏輯類上進(jìn)行二次開發(fā)，并沒(méi)有帶來(lái)多少擴(kuò)展和升級(jí)上的方便。還有一種辦法就是動(dòng)態(tài)代理，也叫動(dòng)態(tài)植入，就是動(dòng)態(tài)生成業(yè)務(wù)邏輯類的子類，在子類中自動(dòng)將我們開發(fā)好的系統(tǒng)服務(wù)代碼植入到業(yè)務(wù)邏輯代碼之前。對(duì)于我們用戶來(lái)說(shuō)，我們只要將我們的業(yè)務(wù)邏輯處理對(duì)象和系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象傳遞給代理工廠，代理工廠自動(dòng)幫助我們生成一個(gè)代理對(duì)象，我們通過(guò)代理對(duì)象調(diào)用我們的業(yè)務(wù)邏輯。因?yàn)榇韺?duì)象是動(dòng)態(tài)生成，就實(shí)現(xiàn)了真正意義上的，我們的業(yè)務(wù)邏輯代碼和系統(tǒng)服務(wù)代碼的分離，各自的擴(kuò)展和升級(jí)不會(huì)對(duì)對(duì)方產(chǎn)生任何影響，實(shí)現(xiàn)真正意義上的解耦。

2 動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)思想

要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理，首先必須有一個(gè)統(tǒng)一的接口，讓我們的業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)類該接口，這樣我們動(dòng)態(tài)生成的代理類和我們的業(yè)務(wù)邏輯類就有了統(tǒng)一訪問(wèn)接口;其次，為我們的系統(tǒng)服務(wù)類開發(fā)一個(gè)統(tǒng)一的接口，然后我們所有的系統(tǒng)服務(wù)類必須實(shí)現(xiàn)該接口。最后，開發(fā)我們代理工廠類，該代理工廠類代理，對(duì)外提供一個(gè)用來(lái)生成動(dòng)態(tài)代理對(duì)象的靜態(tài)方法，在該方法內(nèi)部，通過(guò)接收的業(yè)務(wù)對(duì)象和系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象，動(dòng)態(tài)的構(gòu)建一個(gè)代理類源碼，然后動(dòng)態(tài)編譯該類，最后動(dòng)態(tài)生成一個(gè)代理對(duì)象，返回給客戶。

通過(guò)分析，我們知道，[2]實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)代理的關(guān)鍵是如果創(chuàng)建一個(gè)能夠自動(dòng)生成動(dòng)態(tài)代理對(duì)象的代理工廠。開發(fā)動(dòng)態(tài)代理工廠的第一關(guān)鍵是如果能夠生成動(dòng)態(tài)代理類的源代碼。本文使用反射技術(shù)獲得動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)接口和系統(tǒng)服務(wù)接口的內(nèi)部方法，自己手動(dòng)的拼裝出該動(dòng)態(tài)代理類的源代碼;開發(fā)代理工廠第二個(gè)關(guān)鍵是如果能夠在運(yùn)行期自動(dòng)將我們的動(dòng)態(tài)代理類源碼編譯成字節(jié)碼。JDK6.0提供了一個(gè)Compiler API，能夠是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編譯，本人采用這個(gè)辦法。

3 實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理工廠類

1) 首先編寫一個(gè)對(duì)外提供服務(wù)的靜態(tài)方法，該方法接收兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是業(yè)務(wù)邏輯接口，一個(gè)是系統(tǒng)服務(wù)接口。

public static Object newDynanProxy(Class intf， SystemService service){}

2) 通過(guò)業(yè)務(wù)邏輯類對(duì)象，反射內(nèi)部方法，拼裝動(dòng)態(tài)代理類的內(nèi)部代碼

String str1= \"\";

String line = \"\\r\\";

//獲得業(yè)務(wù)邏輯類的所有方法對(duì)象

Method[] methods = intf.getMethods();

/*每次循環(huán)，拼裝出一個(gè)動(dòng)態(tài)代理類的方法方法的內(nèi)部，調(diào)用我們的系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象的接口方法，同時(shí)

將我們的業(yè)務(wù)邏輯方法對(duì)象傳遞到系統(tǒng)服務(wù)接口方法中*/

for(int i=0;i

str1 += \"@Override\" + line+

\"public void \" + methods[i].getName() + \"() {\" + line+

\"try {\" + line+

\"Method md = \" + intf.getName() + \".class.getMethod(\\\"\" + methods[i].getName() + \"\\\");\" + line+

\"service.invoke(this， md);\" + line+

\"}catch(Exception ex) {}\" + line+

\"}\";

3) 繼續(xù)拼裝動(dòng)態(tài)代理類源代碼，將我們的動(dòng)態(tài)代理類的方法封裝到一個(gè)動(dòng)態(tài)代理類中

Stringcode =

\"package com.fzxy.proxy;\" +line+

\"importjava.lang.reflect.Method;\" + line+

\"public class $Proxy1 implements \" + intf.getName() + \"{\" + line+

\"public $Proxy1(SystemService service) {\" + line+

\"this.service = service;\" + line+

\"}\" + line+

\"com.fzxy.proxy.SystemServiceservice;\" + line+

str1+

\"}\";

4) 創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)文件，將該動(dòng)態(tài)代理類源代碼輸入到該臨時(shí)文件

String file = System.getPropeline y(\"user.dir\")+\"/com/bjsxt/proxy/$Proxy1.java\";

File f = new File(fileName);

FileWriter fw = new FileWriter(f);

fw.write(code);

fw.flush();

fw.close();

5) 使用JDK6.0 Comiler動(dòng)態(tài)編譯該源代碼文件

JavaCompiler compiler = ToolProvider.getSystemJavaCompiler();

StandardJavaFileManager fileMgr = compiler.getStandardFileManager(1， 1， 1);

Iterable units = fileMgr.getJavaFileObjects(fileName);

CompilationTask t = compiler.getTask(1， fileMgr， 1， 1， 1， units);

t.call();

fileMgr.close();

6) 動(dòng)態(tài)裝載該動(dòng)態(tài)代理類，創(chuàng)建一個(gè)代理對(duì)象對(duì)象，返回該對(duì)象

URL[] urls = new URL[] {new URL(\"file:/\" + fileName)};

URLClassLoader ul = new URLClassLoader(urls);

Class c = ul.loadClass(\"com.fzxy.proxy.$Proxy1\");

Constructor ctr = c.getConstructor(SystemService.class);

Object m = ctr.newInstance(service);

return m;

4 系統(tǒng)服務(wù)接口的實(shí)現(xiàn)

所有類型的系統(tǒng)服務(wù)類必須實(shí)現(xiàn)該接口，這樣，我們的代理工廠就可以通過(guò)約定的接口方法，在生成的動(dòng)態(tài)代理類方法中調(diào)用該接口方法，將調(diào)用真是的調(diào)用傳遞到該系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象的接口方法中。

package com.fzxy.proxy;

public interface SystemService{

public void invoke(Object o， Method m);

}

5 應(yīng)用舉例

我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)訂單處理類，該類提供訂單的增刪改查業(yè)務(wù);現(xiàn)在我們希望能夠測(cè)試訂單增刪改查的執(zhí)行時(shí)間，因?yàn)樵摴ぷ鞑粚儆谟唵翁幚順I(yè)務(wù)必須的工作，所以我們不希望執(zhí)行時(shí)間測(cè)試的代碼和我們的訂單業(yè)務(wù)處理緊耦合。[3]按照動(dòng)態(tài)代理的思想，我們可以講執(zhí)行時(shí)間測(cè)試封裝為一個(gè)系統(tǒng)服務(wù)類，通過(guò)我們的動(dòng)態(tài)代理工廠，為我們生成一個(gè)能夠測(cè)試訂單業(yè)務(wù)執(zhí)行時(shí)間的動(dòng)態(tài)代理對(duì)象，通過(guò)該對(duì)象，我們就可以獲得一個(gè)能夠測(cè)試執(zhí)行時(shí)間的訂單處理對(duì)象的時(shí)間代理對(duì)象。

1) 開發(fā)一個(gè)時(shí)間測(cè)試系統(tǒng)服務(wù)類，該類實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)接口

package com.fzxy.proxy;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import java.lang.reflect.Method;

public class TimeSystemService implements SystemService

{private Object target;

public TimeHandler(Object target)

{this.target = target;

}@Override

public void invoke(Object o， Method m)

{long start = System.currentTimeMillis();

try {m.invoke(target);

} catch (Exception e)

{e.printStackTrace();

}

long end = System.currentTimeMillis();

System.out.println(\"執(zhí)行時(shí)間:\" + (end-start)+\"毫秒\");

}}

2) 開發(fā)一個(gè)訂單業(yè)務(wù)處理接口

package com.fzxy.service;

public interface OrderManager

{void addOrder(Order order);

void findOrder(int id);

void updateOrder(Order order);

void deleteOrder(int id);}

3) 開一個(gè)訂單業(yè)務(wù)處理類

package com.fzxy.service;

public interface OrderManagerImpl

{public void findOrder(int id)

{//查找的業(yè)務(wù)代碼

}

public void addOrder(Order order)

{//增加的業(yè)務(wù)代碼

}

public void updateOrder(Order order)

{//更新的業(yè)務(wù)代碼

}

public void deleteOrder(int id)

{//刪除的邏輯代碼

}}

4) 使用動(dòng)態(tài)代理工廠實(shí)現(xiàn)訂單業(yè)務(wù)邏輯和執(zhí)行時(shí)間測(cè)試的系統(tǒng)服務(wù)邏輯的動(dòng)態(tài)拼裝。

OrderManager mgr = new OrderManagerImpl();

SystemServiceservice = new TimeSystemService(mgr);

OrderManagermgrproxy= (OrderManager)Proxy.newProxyInstance(UserMgr.class，h);

//下面代碼是通過(guò)代理對(duì)象實(shí)現(xiàn)

mgrproxy.addOrder(new Order());

mgrproxy.updateOrder(new Order());

mgrproxy.deleteOrder(1);

mgrproxy.findOrder(2);

6 結(jié)束語(yǔ)

動(dòng)態(tài)代理在各種中間件中大量應(yīng)用，例如:Spring的AOP、連接池、RMI、等。動(dòng)態(tài)代理能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的不相關(guān)業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)組裝，對(duì)于不同業(yè)務(wù)的人員，只需要專注自己業(yè)務(wù)的開發(fā)，不需要知道其它業(yè)邏輯的存在。動(dòng)態(tài)代理一面可以很好的實(shí)現(xiàn)軟件不同業(yè)務(wù)邏輯的解耦，還可以減少軟件開發(fā)人員掌握不同業(yè)務(wù)邏輯代理的邏輯爆炸的壓力，對(duì)于提交軟件質(zhì)量，輕松實(shí)現(xiàn)軟件的擴(kuò)展和升級(jí)都有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn):

[1] 閻宏.Java與設(shè)計(jì)模式[M].北京:郵電出版社，2008.

[2] 透明.代理模式的前世今生[M].北京:清華大學(xué)出版社，2008.

[3] Hou F.Dynamic Proxy 在Java RMI中的應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社，2009.