Java中如何动态创建接口的实现

有很多应用场景，用到了接口动态实现，下面举几个典型的应用：

1、mybatis / jpa 等orm框架，可以在接口上加注解进行开发，不需要编写实现类，运行时动态产生实现。

2、dubbo等分布式服务框架，消费者只需要引入接口就可以调用远程的实现，分析源代码，其实在消费端产生了接口的代理实现，再由代理调用远程接口。

3、spring aop 这是最典型的动态代理了。

创建接口的动态实现，有二种最常用的方式：JDK动态代理和CGLIB动态代理。

代理模式是一种常用的设计模式，其目的就是为其他对象提供一个代理以控制对某个真实对象的访问。

代理类负责为委托类预处理消息，过滤消息并转发消息，以及进行消息被委托类执行后的后续处理。

通过代理层这一中间层，有效的控制对于真实委托类对象的直接访问，同时可以实现自定义的控制策略（spring的AOP机制），设计上获得更大的灵活性。

下面用JDK动态代理加一点简单的代码来演示这个过程：

1、接口

package com.yhouse.modules.daos;public interface IUserDao { public String getUserName;}

2、创建代理

package com.yhouse.modules.daos;import java.lang.reflect.Proxy;/** * 创建代理 * @author clonen.cheng * */public class Invoker { public Object getInstance(Class cls){ MethodProxy invocationHandler = new MethodProxy; Object newProxyInstance = Proxy.newProxyInstance( cls.getClassLoader, new Class { cls }, invocationHandler); return (Object)newProxyInstance; }}

3、运行时调用接口的方法时的实现（这一过程也称为接口的方法实现）

package com.yhouse.modules.daos;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;public class MethodProxy implements InvocationHandler { @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { //如果传进来是一个已实现的具体类（本次演示略过此逻辑) if (Object.class.equals(method.getDeclaringClass)) { try { return method.invoke(this, args); } catch (Throwable t) { t.printStackTrace; } //如果传进来的是一个接口（核心) } else { return run(method, args); } return null; } /** * 实现接口的核心方法 * @param method * @param args * @return */ public Object run(Method method,Object[] args){ //TODO //如远程http调用 //如远程方法调用（rmi) //.... return 'method call success!'; } }

4、测试

package com.yhouse.modules.daos;public class ProxyTest { public static void main(String[] args) { IUserDao invoker=(IUserDao)new Invoker.getInstance(IUserDao.class); System.out.println(invoker.getUserName); }}

在这段测试代码中，并没有接口的任何实现，大家猜猜会是什么结果？控制台打印：

说明接口在调用时，把实现委托给了代理，最后具体要做的就是这个代理里面的处理：

在上面这段代码当中，可以看出，拿到了接口的method以及args，那么就可以做很多的事情，如根据方法名或者配合方法上面的注解来实现比较丰富的功能。

一个简单的例子只是用来说明这个原理，下面再举一个远程接口动态调用的例子来加深理解。

1、创建代理类和目标类需要实现共同的接口Service

package com.markliu.remote.service;/** * Service接口。代理类和被代理类抖需要实现该接口 */public interface Service { public String getService(String name, int number);}

2、服务器端创建RemoteService类，实现了Service 接口。

package com.markliu.remote.serviceimpl;import com.markliu.remote.service.Service;/** * 服务器端目标业务类，被代理对象 */public class RemoteService implements Service { @Override public String getService(String name, int number) { return name + ':' + number; }}

3、创建封装客户端请求和返回结果信息的Call类

为了便于按照面向对象的方式来处理客户端与服务器端的通信,可以把它们发送的信息用 Call 类来表示。一个 Call 对象表示客户端发起的一个远程调用,它包括调用的类名或接口名、方法名、方法参数类型、方法参数值和方法执行结果。

package com.markliu.local.bean;import java.io.Serializable;/** * 请求的javabean */public class Call implements Serializable{ private static final long serialVersionUID = 5386052199960133937L; private String className; // 调用的类名或接口名 private String methodName; // 调用的方法名 private Class paramTypes; // 方法参数类型 private Object params; // 调用方法时传入的参数值 /** * 表示方法的执行结果 如果方法正常执行,则 result 为方法返回值, * 如果方法抛出异常,那么 result 为该异常。 */ private Object result; public Call {} public Call(String className, String methodName, Class[] paramTypes, Object[] params) { this.className = className; this.methodName = methodName; this.paramTypes = paramTypes; this.params = params; } // 省略了get和set方法}

4、创建动态代理模式中实际的业务处理类，实现了InvocationHandler 接口

package com.markliu.local.service;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Method;import com.markliu.local.bean.Call;public class ServiceInvocationHandler implements InvocationHandler { private Class classType; private String host; private Integer port; public Class getClassType { return classType; } public ServiceInvocationHandler(Class classType, String host, Integer port) { this.classType = classType; this.host = host; this.port = port; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { // 封装请求信息 Call call = new Call(classType.getName, method.getName, method.getParameterTypes, args); // 创建链接 Connector connector = new Connector; connector.connect(host, port); // 发送请求 connector.sendCall(call); // 获取封装远程方法调用结果的对象 connector.close; Object returnResult = call.getResult; return returnResult; }}

5、创建获取代理类的工厂RemoteServiceProxyFactory

package com.markliu.local.service;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.Proxy;/** * 动态创建RemoteService代理类的工厂 */public class RemoteServiceProxyFactory { public static Object getRemoteServiceProxy(InvocationHandler h) { Class classType = ((ServiceInvocationHandler) h).getClassType; // 获取动态代理类 Object proxy = Proxy.newProxyInstance(classType.getClassLoader, new Class{classType}, h); return proxy; }}

6、创建底层Socket通信的Connector类，负责创建拦截、发送和接受Call对象

package com.markliu.local.service;// 省略import /** * 负责创建链接 */public class Connector { private Socket linksocket; private InputStream in; private ObjectInputStream objIn; private OutputStream out; private ObjectOutputStream objOut; public Connector{} /** * 创建链接 */ public void connect(String host, Integer port) throws UnknownHostException, IOException { linksocket = new Socket(host, port); in = linksocket.getInputStream; out = linksocket.getOutputStream; objOut = new ObjectOutputStream(out); objIn = new ObjectInputStream(in); } /** * 发送请求call对象 */ public void sendCall(Call call) throws IOException { objOut.writeObject(call); } /** * 获取请求对象 */ public Call receive throws ClassNotFoundException, IOException { return (Call) objIn.readObject; } /** * 简单处理关闭链接 */ public void close { try { linksocket.close; objIn.close; objOut.close; in.close; out.close; } catch (IOException e) { e.printStackTrace; } }}

7、创建远程服务器

package com.markliu.remote.main;// 省略import public class RemoteServer { private Service remoteService; public RemoteServer { remoteService = new RemoteService; } public static void main(String[] args) throws Exception { RemoteServer server = new RemoteServer; System.out.println('远程服务器启动......DONE!'); server.service; } public void service throws Exception { @SuppressWarnings('resource') ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8001); while (true) { Socket socket = serverSocket.accept; InputStream in = socket.getInputStream; ObjectInputStream objIn = new ObjectInputStream(in); OutputStream out = socket.getOutputStream; ObjectOutputStream objOut = new ObjectOutputStream(out); // 对象输入流读取请求的call对象 Call call = (Call) objIn.readObject; System.out.println('客户端发送的请求对象：' + call); call = getCallResult(call); // 发送处理的结果回客户端 objOut.writeObject(call); objIn.close; in.close; objOut.close; out.close; socket.close; } } /** * 通过反射机制调用call中指定的类的方法，并将返回结果设置到原call对象中 */ private Call getCallResult(Call call) throws Exception { String className = call.getClassName; String methodName = call.getMethodName; Object params = call.getParams; Class paramsTypes = call.getParamTypes; Class classType = Class.forName(className); // 获取所要调用的方法 Method method = classType.getMethod(methodName, paramsTypes); Object result = method.invoke(remoteService, params); call.setResult(result); return call; }}

8、创建本地客户端

package com.markliu.local.main;import java.lang.reflect.InvocationHandler;import com.markliu.local.service.RemoteServiceProxyFactory;import com.markliu.local.service.ServiceInvocationHandler;import com.markliu.remote.service.Service;public class LocalClient { public static void main(String[] args) { String host = '127.0.0.1'; Integer port = 8001; Class classType = com.markliu.remote.service.Service.class; InvocationHandler h = new ServiceInvocationHandler(classType, host, port); Service serviceProxy = (Service) RemoteServiceProxyFactory.getRemoteServiceProxy(h); String result = serviceProxy.getService('SunnyMarkLiu', 22); System.out.println('调用远程方法getService的结果：' + result); }}

控制台打印结果：

这个过程可以简单的归纳为：本地接口调用（客户端）--->本地接口代理实现（客户端）---->远程实现（服务器端)