工作中用的最多的就是Mybatis这款半自动ORM框架,用的久却对其了解不是很深,因此打算开一系列文章对其进行解析,顺便对知识进行查漏补缺.本篇是对Mapper动态代理原理的详解.
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代理模式定义
为另一个对象提供一个替身或者占位符以控制对这个对象的访问.也就是说目的是控制对象形式其职责.当然也可以增强其职责,比如Spring AOP.
代理模式类图
由下图分析,代理模式所需要的角色为:
对外的行为接口Subject,对于调用方Client可见RealSubject真实的Subject,其包含具体的接口行为,对于Client不可见代理类Proxy,其是RealSubject的替身,也可以当成对RealSubject的一层包装,对于Client不可见.JDK动态代理Example
案例采取Java的动态代理形式开发,按照上述类图定义角色Subject
public interface Subject { /** * 反转输入的input字符串 * @param input 要反转的串 * @return 反转后的串 */ String reversalInput(String input); }RealSubject
public class RealSubject implements Subject { public String reversalInput(String input) { System.out.println("我是RealSubject: "+input); return new StringBuilder(input).reverse().toString(); } }SubjectProxy
该类实现了InvocationHandler,实际上是对调用的拦截,拦截后转向真实对象的调用,从而拿到正确的结果.是不是很像装饰者模式?其实也可以这样理解,设计模式之前本身就有很多关联性,不需要认定某一个行为就是单一的某个模式,从产生效果来看这里的SubjectProxy实际上就是对RealSubject的装饰,只不过这个装饰并没有添加新功能.
public class SubjectProxy implements InvocationHandler { private Object target; public SubjectProxy(Object target) { this.target = target; } public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { System.out.println("proxy subject is "+proxy.getClass()); System.out.println("real subject : "+ToStringBuilder.reflectionToString(target)); System.out.println("method: "+method); System.out.println("args: "+ ToStringBuilder.reflectionToString(args)); return method.invoke(target, args); } }Client
public class Client { public static void main(String[] args) { RealSubject subject = new RealSubject(); Subject proxyInstance = (Subject) Proxy.newProxyInstance( Subject.class.getClassLoader(), new Class[]{Subject.class}, new SubjectProxy(subject)); System.out.println(proxyInstance.reversalInput("hello world")); } }输出
proxy is class com.sun.proxy.$Proxy0 target proxy: cn.mrdear.proxy.RealSubject@[] method: public abstract java.lang.String cn.mrdear.proxy.Subject.reversalInput(java.lang.String) args: [Ljava.lang.Object;@29444d75[{hello world}] 我是RealSubject: hello world dlrow olleh分析1.动态代理哪里体现了动态?
对于常规Java类变量创建要求有.java文件,然后编译成.class文件,然后虚拟机加载该.class文件,最后才能生成对象.但是对于Subject proxyInstance该代理类其是不存在.java文件的,也就是该对象的.class文件是动态生成的,然后虚拟机加载该class文件,创建对象.在Proxy.java中有如下代码动态生成class文件,感兴趣的话可以研究研究,这里不多深入.
/* * Generate the specified proxy class. */ byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces, accessFlags);2.JDK动态代理的要求
JDK动态代理只能针对接口,如果要针对普通类则可以考虑CGLib的实现,这里不多分析.其次动态代理的要求有接口类Subject,InvocationHandler代理方法类存在,才能创建出代理对象,代理对象的执行方法都被InvocationHandler接口所拦截,转向真实类的执行或者你想要的操作.Mybatis的动态Mapper
由上面内容可以看出JDK动态代理需要接口,真实实现类,Clinet调用方,在常规的Mybatis的Mapper代理中接口就是Mapper,Client是service,那么真实的实现类是什么?显而易见这里就是Mapper代理的关键点.
MapperProxyFactory
顾名思义该类是产生Mapper接口的工厂类,其内部有如下方法,由此可以看出MapperProxy是方法拦截的地方,那么到此动态代理所需要的必须角色都以凑齐,那么接下来分析最重要的MapperProxy方法拦截.
protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) { return (T) Proxy.newProxyInstance(mapperInterface.getClassLoader(), new Class[] { mapperInterface }, mapperProxy); }MapperProxy
该类是Mapper接口的Proxy角色,继承了InvocationHandler,所以具有方法拦截功能,看代码注释.
@Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { try { if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) { ////判断是否为object,因为其不是接口 return method.invoke(this, args); } else if (isDefaultMethod(method)) { //判断是否为接口总的默认方法,jdk8允许接口中声明默认方法. return invokeDefaultMethod(proxy, method, args); } } catch (Throwable t) { throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t); } //对正常Mapper请求的处理 final MapperMethod mapperMethod = cachedMapperMethod(method); return mapperMethod.execute(sqlSession, args); }对于正常的Mapper接口中的方法调用,mybatis都会转向到MapperMethod的execute方法中执行,拿到结果返回给调用方Client,整个代理过程结束.对于正常调用是有缓存的,并且该代理类是项目启动时就生成好的,对于性能影响并不是很大实用性还是很高的.
这里要注意下对于默认接口方法的处理invokeDefaultMethod(proxy, method, args),该方法中每次都直接生成代理类,对性能是一种损耗应该不小,所以不建议在Mapper接口中写默认方法.
@UsesJava7 private Object invokeDefaultMethod(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { final Constructor<MethodHandles.Lookup> constructor = MethodHandles.Lookup.class .getDeclaredConstructor(Class.class, int.class); if (!constructor.isAccessible()) { constructor.setAccessible(true); } final Class<?> declaringClass = method.getDeclaringClass(); return constructor .newInstance(declaringClass, MethodHandles.Lookup.PRIVATE | MethodHandles.Lookup.PROTECTED | MethodHandles.Lookup.PACKAGE | MethodHandles.Lookup.PUBLIC) .unreflectSpecial(method, declaringClass).bindTo(proxy).invokeWithArguments(args); }总结
从上面来看动态代理的最大的好处就是接口(不单指Java的interface,也包括CGLib的动态代理实现)与其实现类的解耦,原本接口和动态类之间是强关联状态,接口不能实例化,实现类必须实现接口的所有方法,有了动态代理之后,接口与实现类的关系并不是很大,甚至不需要实现类就可以完成调用,比如Mybatis这种形式,其并没有创建该接口的实现类,而是用一个方法拦截器转向到自己的通用处理逻辑.另外就是Spring AOP的动态代理,解耦后自然可以实现对原有方法增强的同时又对其代码的零侵入性.最后Mybatis的Mapper动态代理实现原理还是很清晰的,下一篇具体分析MapperMethod,顺便学习Mybatis的各种设计模式.