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[最新] JVM,反射与动态代理

iteye3878 2008-7-29 0

(从csdn的blog转来)

Java 程序的工作机制: Java 对象都以单独的 class 文件存在, java 虚拟机将其载入并执行其虚拟机指令。



Java 虚拟机查找这些 java 对象:

java 虚拟机根据 class path 来查找 java 对象,而虚拟机的 class path 又分为三层:

bootstrap : sun.boot.class.path

extension: java.ext.dirs

application: java.class.path

三个 class path 各有对应的 classloader 。由上而下形成父子关系

当程序中调用 new 指令,或者 ClassLoader.load 方法时。其顺序如下:

1. 首先查看 application 的 classloader 中是否已有对应的 class 缓存,如果有则返回,并根据 class 分配内存。如果没有,接下一步。

2. 首先查看 extension 的 classloader 中是否已有对应的 class 缓存,如果有则返回,并根据 class 分配内存。如果没有,接下一步。

3. 首先查看 bootstrap 的 classloader 中是否已有对应的 class 缓存,如果有则返回,并根据 class 分配内存。如果没有,接下一步。

4. 由 bootstrap 的 classloader 在其 class path 中试图加载该 class ,如果有,则将该 class 放入 cache 中,并返回。如果没有,接下一步。

5. 由 extension 的 classloader 在其 class path 中试图加载该 class ,如果有,则将该 class 放入 cache 中,并返回。如果没有,接下一步。

6. 由 application 的 classloader 在其 class path 中试图加载该 class ,如果有,则将该 class 放入 cache 中,并返回。如果没有,则抛出 ClassNotFound 的 exception 。



Java 虚拟机加载这些 java 对象:

每个 java 虚拟机都在其启动时产生一个唯一的 class heap ,并把所有的 class instance 都分配在其中。其中每个类实例的信息又分两部分, fields 域和 methods 域。每个类实例各自拥有 fields ,但同一个类的不同实例共享 methods



反射

JVM 对反射的处理

简单例子代码:

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.Method;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import java.io.IOException;



public class Main {

public static void main(String[] args){

TempImpl t1 = new TempImpl("temp1");

try {

Method t1Talk = t1.getClass().getMethod("Talk", new Class[0]) ;

t1Talk.invoke(t1, null);

} catch (NoSuchMethodException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

} catch (IllegalAccessException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

} catch (InvocationTargetException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

}

try {

System.in.read();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

}

}

}

复杂例子代码:

import java.lang.reflect.InvocationHandler;

import java.lang.reflect.Method;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import java.io.IOException;



public class Main {

public static void main(String[] args){

TempImpl t1 = new TempImpl("temp1");

TempImpl t2 = new TempImpl("temp2");

Temp2 temp2 = new Temp2();

try {

Method t1Talk = t1.getClass().getMethod("Talk", new Class[0]) ;

Method t2Talk = t2.getClass().getMethod("Talk", new Class[0]) ;

t1Talk.invoke(t2, null);

t2Talk.invoke(t1, null);

if(t1Talk.equals(t2Talk)){

System.out.println("equals");

}

else{

System.out.println("not equals");

}

if(t1Talk==t2Talk){

System.out.println("ref equals");

}

else{

System.out.println("ref not equals");

}

t2Talk.invoke(temp2, null);

} catch (NoSuchMethodException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

} catch (IllegalAccessException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

} catch (InvocationTargetException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

}

try {

System.in.read();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

}

}

}



分析: java 虚拟机把每个 methods 当作一个执行单元。该执行单元带有两种签名:类签名和属性签名( public , static 等)。 反射的第一步,验证签名的合法性。验证通过后,顺序执行该 method 中的指令,当需要访问类实例的 fields 和传入参数时,由虚拟机注入。



动态代理

Sun 对动态代理的说明:

一个简单例子代码:

动态代理的内部实现——代码生成:

研究 JDK 源代码,发现在 Proxy 的 sun 实现中调用了 sun.misc.ProxyGenerator 类的 generateProxyClass( proxyName, interfaces) 方法,其返回值为 byte[] 和 class 文件的内存类型一致。于是做如下试验:

public class ProxyClassFile{

public static void main(String[] args){

String proxyName = "TempProxy";

TempImpl t = new TempImpl("proxy");

Class[] interfaces =t.getClass().getInterfaces();



byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(

proxyName, interfaces);

File f = new File("classes/TempProxy.class");

try {

FileOutputStream fos = new FileOutputStream(f);

fos.write(proxyClassFile);

fos.flush();

fos.close();

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace(); //To change body of catch statement use File | Settings | File Templates.

}

}

}

运行该类,到 class 文件夹下,利用反编译技术,发现原来其采用了代码生产技术:



public interface Temp{

public void Talk();

public void Run();

}

import java.lang.reflect.*;



public final class TempProxy extends Proxy

implements Temp{



private static Method m4;

private static Method m2;

private static Method m0;

private static Method m3;

private static Method m1;



public TempProxy(InvocationHandler invocationhandler) {

super(invocationhandler);

}



public final void Run() {

try {

h.invoke(this, m4, null);

return;

}

catch(Error _ex) { }

catch(Throwable throwable) {

throw new UndeclaredThrowableException(throwable);

}

}



public final String toString(){

try{

return (String)h.invoke(this, m2, null);

}

catch(Error _ex) { }

catch(Throwable throwable) {

throw new UndeclaredThrowableException(throwable);

}

return "";

}



public final int hashCode() {

try {

return ((Integer)h.invoke(this, m0, null)).intValue();

}

catch(Error _ex) { }

catch(Throwable throwable){

throw new UndeclaredThrowableException(throwable);

}

return 123;

}



public final void Talk(){

try{

h.invoke(this, m3, null);

return;

}

catch(Error _ex) { }

catch(Throwable throwable) {

throw new UndeclaredThrowableException(throwable);

}

}



public final boolean equals(Object obj) {

try {

return ((Boolean)h.invoke(this, m1, new Object[] {

obj

})).booleanValue();

}

catch(Error _ex) { }

catch(Throwable throwable) {

throw new UndeclaredThrowableException(throwable);

}

return false;

}



static{

try{

m4 = Class.forName("Temp").getMethod("Run", new Class[0]);

m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);

m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);

m3 = Class.forName("Temp").getMethod("Talk", new Class[0]);

m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {

Class.forName("java.lang.Object")

});

}

catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception) {

throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());

}

catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception) {

throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());

}

}

}
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