为什么 JDK 的动态代理只能使用接口？-51CTO.COM

JDK 的动态代理大家都熟悉，也都会用，但是你有没有深度思考一个问题，为什么 JDK 的动态代理只能使用接口? 想必有些人看到这个问法后就一脸懵逼了吧，小编下面就带大家揭密这个问题的本质。

简单而不简单的答案

之所以 JDK 的动态代理只能通过接口实现，原因是因为运行时 newProxyInstance 内部会缓存形式先通过字节码生成一个代理类，这个代理类默认已经继承了 Proxy 类，同时实现了我们传入的一堆接口;由于 Java 是单继承的，所以 JDK 动态代理只能代理接口，接口可以实现多个，但是类只能继承实现一个。

譬如我们使用动态代理样例如下：

// Foo 为接口 
InvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(...); 
Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(Foo.class.getClassLoader(), Foo.class); 
Foo f = (Foo) Proxy.newProxyInstance(Foo.class.getClassLoader(), new Class<?>[] { Foo.class }, handler);

上面代码运行时会在内存中默认通过字节码生成一个动态代理类，大致样子如下：

public class $Proxy1 extends Proxy implements Foo { 
    ...... 
}

这就是为什么 JDK 动态代理只能通过接口实现的原因。

深度思考揭开面纱

分析为什么就得先从动态代理入口开始着手，即Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)，下面是其源码：

//JDK 创建动态代理 
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, 
                                      Class<?>[] interfaces, 
                                      InvocationHandler h) 
    throws IllegalArgumentException 
{ 
    ...... 
    // 重点 
    final Class<?>[] intfs = interfaces.clone(); 
    ...... 
    // 生成增强之后的动态代理 Class 
    Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); 
    // 创建增强之后的动态代理 Class 实例对象 
    try { 
        ...... 
        final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); 
        ...... 
        return cons.newInstance(new Object[]{h}); 
    } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) { 
        ...... 
    } 
}

上面代码中有一个重点语句Class cl = getProxyClass0(loader, intfs);，源码如下：

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"); 
    } 
 
    // proxyClassCache 是 Proxy 的静态变量，是 WeakCache 类， 
    // 里面封装了两个类 KeyFactory、ProxyClassFactory 
    // 重点！！！ 本质调用的 ProxyClassFactory 的 apply 方法 
    return proxyClassCache.get(loader, interfaces); 
}

顺着上面代码我们继续看下ProxyClassFactory，如下：

private static final class ProxyClassFactory 
    implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>> 
{ 
    // 所有代理类的前缀 
    private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy"; 
 
    // 一个用来生成唯一类名的数字 
    private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong(); 
 
    // 重点，这个方法被上面的 proxyClassCache.get 调用，也就是被 WeakCache 的 get 调用 
    @Override 
    public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) { 
 
        ...... // 一堆对接口的校验逻辑，省略 
 
        String proxyPkg = null;     // 代理类包名 
        int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL; // flag 
        ...... 
        long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();  // 唯一类名 
        // 拼接的唯一全限定代理类名 
        String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num; 
        //重点！！！这里生成了增强的代理类字节码文件 
        byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass( 
            proxyName, interfaces, accessFlags); 
        try { 
        // 调用 native 方法加载代理类字节码到内存 
            return defineClass0(loader, proxyName, 
                                proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length); 
        } catch (ClassFormatError e) { 
            ...... 
        } 
    } 
}

接近真相了，我们从上面代码可以知道，代理类其实是通过ProxyGenerator生成字节码的，其生成的代理类解构大致如下：

public class $Proxy1 extends Proxy implements 传入的接口1, 传入的接口2... { 
   ...... 
}

到现在大家都应该明白了吧，JDK 动态代理的原理是根据定义好的继承 Proxy 类规则，用传入的接口创建一个新类，这就是为什么采用动态代理时为什么只能用接口引用指向代理，而不能用传入的类引用执行动态类。

然后呢?

在安卓中你可能就此认为完事了?不是的哈，其实动态代理的核心不就是动态嘛，如果想突破接口，我们完全可以采用别的方式实现，有了字节码操作什么不能玩啊，只是 JDK 默认是为了通用，所以牺牲了一些特性而已。

在后台开发中，一种典型的实现就是基于 cglib 的动态代理，他就能突破接口限制，采用的是用创建一个继承实现类的子类，用 ASM 库动态修改子类的代码来实现的，所以可以用传入的类引用执行代理类。

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