Java 动态代理及 RPC 框架介绍
所謂動態代理,指的是語言提供的一種語法,能夠將對對象中不同方法的調用重定向到一個統一的處理函數中來。
python重寫__getattr__函數能夠做到這一點,就連世界上最好的語言也提供稱為魔術方法的__call。
這種語法除了能更好的實現動態代理外,還是RPC框架實現原理的一部分。
1. 動態代理是什么
動態代理提供一種抽象,能夠將對象中不同方法的調用重定向到一個統一的處理函數,做自定義的邏輯處理。
但是對于調用者,對此毫無察覺,就好像調用的方法是用傳統方式實現的一般。
這種語法,在java中被稱為動態代理。之所以叫做動態代理,是因為它能避免傳統代理模式實現中人工一個一個的將java函數轉發過去,
而是能夠讓代碼自動做到這一點,這樣代理類的代碼是和業務無關的,不會因為業務類的方法增多而逐漸龐大。
使代碼更易維護更易修改,實現自動化搬磚。
實際上,被代理的類不一定位于本機類,動態代理語法提供了一種抽象方式,被代理的類也可以位于遠程主機上,這也是RPC框架實現原理的一部分。
理解了動態代理的概念后不難發現,動態代理概念上有著這么幾個部分:
給調用者使用的代理類。在java中,我們發現動態代理提供的抽象天然契合面向接口編程,因此它也有可能是接口。
一個統一的處理函數,收集不同函數轉發過來的請求,可自定義處理邏輯集中處理。java中它可能會成為一個較獨立的部分,因此也可能是類。
2. java動態代理機制
理解了概念,就不難理解java動態代理的機制了。下面來看看java動態代理機制如何代理一個本地對象。
2.1. 代理接口
首先看第一個部分,給調用者使用的代理類。在java動態代理機制中,這個角色只能是接口。我們定義一個整數運算接口:
interface?NumberOperationInterface?{int?add(int?a,?int?b); }2.2. 代理處理器
再看第二個角色,統一的處理函數。在java中它的確是類,通過實現InvocationHandler接口定義。
class?NumberOperationImpProxyHandler?implements?InvocationHandler?{private?Object?proxied;public?RealObjectProxyHandler(Object?proxied)?{this.proxied?=?proxied;}@Overridepublic?Object?invoke(Object?proxy,?Method?method,?Object[]?args)?throws?Throwable?{System.out.printf("調用函數%s\n",?method.getName());return?method.invoke(proxied,?args);}}由于我們的例子是代理本地對象,那么處理函數是需要被代理對象的信息。可以看到,我們從構造函數中將被代理對象保存在該類中,即可從處理函數中訪問到。
在invoke函數中,對代理對象的所有方法的調用都被轉發至該函數處理。在這里可以靈活的自定義各種你能想到的邏輯。在上面的代碼中,我們使用反射調用被代理對象的同名方法實現。
2.3. 被代理類
由于我們的示例是代理本地對象,因此還需要一個被代理對象的類:
class?NumberOperationImp?implements?NumerOperationInterface?{@Overridepublic?int?add(int?a,?int?b)?{return?a?+?b;} }2.4. 創建代理對象
好了,各個組成部分都定義完成。現在把它們組合起來:
public?NumerOperationInterface?wrap(NumerOperationInterface?proxied)?{return?(NumerOperationInterface)?Proxy.newProxyInstance(NumerOperationInterface.class.getClassLoader(),new?Class[]{NumerOperationInterface.class},new?NumberOperationImpProxyHandler(proxied)); }由于java提供的這個寫法實在是太啰嗦了,所以把它放入一個輔助函數中。
Proxy.newProxyInstance?方法能夠根據提供的接口和代理處理器創建代理對象。
java提供的寫法太啰嗦了,可以考慮使用Guake提供的輔助函數簡化下代碼。如下:
public?NumerOperationInterface?wrap(NumerOperationInterface?proxied)?{return?Reflection.newProxy(NumerOperationInterface.class,?new?NumberOperationImpProxyHandler(proxied)); }好了,現在調用下試試:
NumerOperationInterface?proxied?=?new?NumberOperationImp(); real?=?wrap(proxied); real.add(1,?2);2.5. 總結
動態代理聽起來是代理模式的動態實現,可是結合上面的最終效果,不覺得這個叫做動態裝飾器更合適嗎??
3. 動態代理的應用
說完了動態代理的概念和實現機制,該看看使用動態代理有哪些應用。
3.1. 應用一:代理模式/裝飾器模式的動態實現
這個應用場景前面據已經提到過。
代理模式和裝飾器模式是編程當中很常用的技巧,用于提升代碼的靈活性和可擴展性。
傳統代理模式的實現方式比較暴力直接,需要將所有被代理類的所有方法都寫一遍,并且一個個的手動轉發過去。
在維護被代理類的同時,作為java碼工還需要同時維護代理類的相關代碼,實在是累心。
通過使用動態代理,動態代理能夠自動將代理類的相關方法轉發到被代理類,可以看到:
代理轉發的過程自動化了,實現自動化搬磚。
代理類的代碼邏輯和具體業務邏輯解耦,與業務無關。
3.2. 應用二:實現AOP
是的,利用動態代理也能實現AOP。仔細推演一下不能得出這個結論。我們知道:
動態代理提供了一種方式,能夠將分散的方法調用轉發到一個統一的處理函數處理。
AOP的實現需要能夠提供這樣一種機制,即在執行函數前和執行函數后都能執行自己定義的鉤子。
那么,首先使用動態代理讓代理類忠實的代理被代理類,然后處理函數中插入我們的自定義的鉤子。
之后讓代理類替換被代理類需要使用的場景,這樣,相當于對該類的所有方法定義了一個切面。
不過,使用動態代理實現AOP特別麻煩,啰嗦。這僅僅作為一個探討的思路,來說明動態代理這一通用概念可以實現很多特定技術。
實際使用中當然使用spring提供的AOP更為方便。
3.3. 應用三:實現RPC
RPC即遠程過程調用,在分布式的網站架構中是一個非常重要的技術,目前現在流行的SOA架構,微服務架構,它們的核心原理之一就是RPC調用。
從概念上來說,RPC的概念是非常簡潔優美的。RPC方法的調用和普通的方法并無二異,調用者不需要操心具體的實現,這是抽象提供的威力。
實現上,它將函數調用方和函數的提供方分散在兩個不同的進程上,中間使用網絡通信來進行數據交互。
動態代理就是實現RPC的技術之一。只要理解了動態代理和RPC,我們很容易發現這樣一個事實:
RPC調用其實是對遠程另外一臺機器進程上的對象的代理。
仔細思考RPC調用的數據流流向,就能梳理出這樣的思路:
調用方調用本地的RPC代理方法,將參數提供給該方法。
不同的RPC代理方法被轉發到一個統一的處理中心,該處理中心知道調用的是那個函數,參數是什么。
該處理中心將調用的信息封裝打包,通過網絡發送給另外一個進程。
另外一個進程接受到調用進程發送過來的數據包。
該進程根據數據包中記錄的RPC調用信息,將調用分發給對應的被代理對象的對應方法去執行。
返回的話思路類似。
顯而易見,第二步,需要使用動態代理將分散的函數調用轉發到一個統一的處理中心;第五步,將統一收集來的調用信息分發給具體的函數執行,顯然使用反射做到這一點。
有了這個思路,通過利用動態代理,反射,和網絡編程技術,實現一個簡易版的RPC框架也就不難了。
考慮到本文是介紹動態代理的,關于RPC的細節實現有時間新開一篇博文分析。
4. 最后
總得來說,通過一定的思考,個人覺得動態代理的核心在于:將分散的對對象不同方法的調用轉發到一個同一的處理函數中來。
有了這個關鍵點,很多其它技術的實現需要借助于動態代理的這一個關鍵點實現,也因此動態代理也有著這么多的應用。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Java 动态代理及 RPC 框架介绍的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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