Android插件化(三)基础之反射与代理

1.反射

反射机制中的类：

java.lang.Class;
java.lang.reflect.Constructor;
java.lang.reflect.Field;
java.lang.reflect.Method;
java.lang.reflect.Modifier;

获取Class的三种方式:

/第一种方式：  
Classc1 = Class.forName("Employee");  
//第二种方式：  
//java中每个类型都有class 属性.  
Classc2 = Employee.class;  

//第三种方式：  
//java语言中任何一个java对象都有getClass 方法  
Employeee = new Employee();  
Classc3 = e.getClass(); //c3是运行时类 (e的运行时类是Employee)

创建对象

Class c =Class.forName("Employee");  

//创建此Class 对象所表示的类的一个新实例  
Objecto = c.newInstance(); //调用了Employee的无参数构造方法.

获取属性：分为所有的属性和指定的属性

//获取整个类  
Class c = Class.forName("java.lang.Integer");  
  //获取所有的属性?  
Field[] fs = c.getDeclaredFields();  

//定义可变长的字符串，用来存储属性  
StringBuffer sb = new StringBuffer();  
//通过追加的方法，将每个属性拼接到此字符串中  
//最外边的public定义  
sb.append(Modifier.toString(c.getModifiers()) + " class " + c.getSimpleName() +"{\n");  
//里边的每一个属性  
for(Field field:fs){  
    sb.append("\t");//空格  
    sb.append(Modifier.toString(field.getModifiers())+" ");//获得属性的修饰符，例如public，static等等  
    sb.append(field.getType().getSimpleName() + " ");//属性的类型的名字  
    sb.append(field.getName()+";\n");//属性的名字+回车  
}  
sb.append("}");  
System.out.println(sb);  


//获取特定属性
//获取类  
Class c = Class.forName("User");  
//获取id属性  
Field idF = c.getDeclaredField("id");  
//实例化这个类赋给o  
Object o = c.newInstance();  
//打破封装  
idF.setAccessible(true); //使用反射机制可以打破封装性，导致了java对象的属性不安全。  
//给o对象的id属性赋值"110"  
idF.set(o, "110"); //set  
//get  
System.out.println(idF.get(o));

关键字

方法关键字	含义
getDeclaredMethods()	获取所有的方法
getReturnType()	获得方法的放回类型
getParameterTypes()	获得方法的传入参数类型
getDeclaredMethod(“方法名”,参数类型.class,……)	获得特定的方法

构造方法关键字	含义
getDeclaredConstructors()	获取所有的构造方法
getDeclaredConstructor(参数类型.class,……)	获取特定的构造方法

父类和父接口	含义
getSuperclass()	获取某类的父类
getInterfaces()	获取某类实现的接口
### 2.代理模式
定义：给某个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对于原对象的访问，即客户不直接操控原对象，而是通过代理对象间接地操控原对象。

RealSubject 是原对象（本文把原对象称为”委托对象”），Proxy 是代理对象。
Subject 是委托对象和代理对象都共同实现的接口。
Request() 是委托对象和代理对象共同拥有的方法。

Java 实现上面的UML图的代码（即实现静态代理）为：

public class ProxyDemo {
    public static void main(String args[]){
        RealSubject subject = new RealSubject();
        Proxy p = new Proxy(subject);
        p.request();
    }
}

interface Subject{
    void request();
}

class RealSubject implements Subject{
    public void request(){
        System.out.println("request");
    }
}

class Proxy implements Subject{
    private Subject subject;
    public Proxy(Subject subject){
        this.subject = subject;
    }
    public void request(){
        System.out.println("PreProcess");
        subject.request();
        System.out.println("PostProcess");
    }
}

代理的实现分为：

静态代理：代理类是在编译时就实现好的。也就是说 Java 编译完成后代理类是一个实际的 class 文件。
动态代理：代理类是在运行时生成的。也就是说 Java 编译完之后并没有实际的 class 文件，而是在运行时动态生成的类字节码，并加载到JVM中。

2.1Java 实现动态代理

首先先说明几个词：

委托类和委托对象：委托类是一个类，委托对象是委托类的实例。
代理类和代理对象：代理类是一个类，代理对象是代理类的实例。

Java实现动态代理的大致步骤如下：

定义一个委托类和公共接口。
自己定义一个类（调用处理器类，即实现 InvocationHandler 接口），这个类的目的是指定运行时将生成的代理类需要完成的具体任务（包括Preprocess和Postprocess），即代理类调用任何方法都会经过这个调用处理器类（在本文最后一节对此进行解释）。
生成代理对象（当然也会生成代理类），需要为他指定(1)委托对象(2)实现的一系列接口(3)调用处理器类的实例。因此可以看出一个代理对象对应一个委托对象，对应一个调用处理器实例。

Java 实现动态代理主要涉及以下几个类： java.lang.reflect.Proxy: 这是生成代理类的主类，通过 Proxy 类生成的代理类都继承了 Proxy 类，即 DynamicProxyClass extends Proxy。 java.lang.reflect.InvocationHandler: 这里称他为”调用处理器”，他是一个接口，我们动态生成的代理类需要完成的具体内容需要自己定义一个类，而这个类必须实现 InvocationHandler 接口。

Proxy 类主要方法为：

1 2	//创建代理对象 static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)

这个静态函数的第一个参数是类加载器对象（即哪个类加载器来加载这个代理类到 JVM 的方法区），第二个参数是接口（表明你这个代理类需要实现哪些接口），第三个参数是调用处理器类实例（指定代理类中具体要干什么）。这个函数是 JDK 为了程序员方便创建代理对象而封装的一个函数，因此你调用newProxyInstance()时直接创建了代理对象（略去了创建代理类的代码）。其实他主要完成了以下几个工作：

static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler handler)
{
    //1. 根据类加载器和接口创建代理类
    Class clazz = Proxy.getProxyClass(loader, interfaces);
    //2. 获得代理类的带参数的构造函数
    Constructor constructor = clazz.getConstructor(new Class[] { InvocationHandler.class });
    //3. 创建代理对象，并制定调用处理器实例为参数传入
    Interface Proxy = (Interface)constructor.newInstance(new Object[] {handler});
}

Proxy 类还有一些静态方法，比如：

1
2

InvocationHandler getInvocationHandler(Object proxy): 获得代理对象对应的调用处理器对象。
Class getProxyClass(ClassLoader loader, Class[] interfaces): 根据类加载器和实现的接口获得代理类。

Proxy 类中有一个映射表，映射关系为：(,(,) )，可以看出一级key为类加载器，根据这个一级key获得二级映射表，二级key为接口数组，因此可以看出：一个类加载器对象和一个接口数组确定了一个代理类。

我们写一个简单的例子来阐述 Java 实现动态代理的整个过程：

public class DynamicProxyDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();    //1.创建委托对象
        ProxyHandler handler = new ProxyHandler(realSubject);   //2.创建调用处理器对象
        Subject proxySubject = (Subject)Proxy.newProxyInstance(RealSubject.class.getClassLoader(),
        RealSubject.class.getInterfaces(), handler);    //3.动态生成代理对象
        proxySubject.request(); //4.通过代理对象调用方法
    }
}

/**
 * 接口
 */
interface Subject{
    void request();
}

/**
 * 委托类
 */
class RealSubject implements Subject{
    public void request(){
        System.out.println("====RealSubject Request====");
    }
}
/**
 * 代理类的调用处理器
 */
class ProxyHandler implements InvocationHandler{
    private Subject subject;
    public ProxyHandler(Subject subject){
        this.subject = subject;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        System.out.println("====before====");//定义预处理的工作，当然你也可以根据 method 的不同进行不同的预处理工作
        Object result = method.invoke(subject, args);
        System.out.println("====after====");
        return result;
    }
}

InvocationHandler 接口中有方法：

1	invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

这个函数是在代理对象调用任何一个方法时都会调用的，方法不同会导致第二个参数method不同，第一个参数是代理对象（表示哪个代理对象调用了method方法），第二个参数是 Method 对象（表示哪个方法被调用了），第三个参数是指定调用方法的参数。

动态生成的代理类具有几个特点：

继承 Proxy 类，并实现了在Proxy.newProxyInstance()中提供的接口数组。
public final。
命名方式为 $ProxyN，其中N会慢慢增加，一开始是 $Proxy1，接下来是$Proxy2…
有一个参数为 InvocationHandler 的构造函数。这个从 Proxy.newProxyInstance() 函数内部的clazz.getConstructor(new Class[] { InvocationHandler.class }) 可以看出。

Java 实现动态代理的缺点：因为 Java 的单继承特性（每个代理类都继承了 Proxy 类），只能针对接口创建代理类，不能针对类创建代理类。

不难发现，代理类的实现是有很多共性的（重复代码），动态代理的好处在于避免了这些重复代码，只需要关注操作。

2.2Java 动态代理的内部实现

现在我们就会有一个问题： Java 是怎么保证代理对象调用的任何方法都会调用 InvocationHandler 的 invoke() 方法的？

这就涉及到动态代理的内部实现。假设有一个接口 Subject，且里面有 int request(int i) 方法，则生成的代理类大致如下：

public final class $Proxy1 extends Proxy implements Subject{
    private InvocationHandler h;
    private $Proxy1(){}
    public $Proxy1(InvocationHandler h){
        this.h = h;
    }
    public int request(int i){
        Method method = Subject.class.getMethod("request", new Class[]{int.class}); //创建method对象
        return (Integer)h.invoke(this, method, new Object[]{new Integer(i)}); //调用了invoke方法
    }
}

通过上面的方法就成功调用了 invoke() 方法。