dubbo的proxyFactory和动态代理相关

动态代理,可以理解为在系统运行期间,为目标类生成二进制的class文件并运行,当系统运行完,这个class文件也会消失。dubbo中,每一个spi注解的接口,都会通过动态代理,生成一个类似于ProtocolAdpative等的xxxAdpative的class文件。

动态代理在dubbo的另一个典型应用是proxyFactory。
proxyFactory:

@SPI("javassist")
public interface ProxyFactory {

    /**
     * create proxy.
     * 
     * @param invoker
     * @return proxy
     */
    @Adaptive({Constants.PROXY_KEY})
    <T> T getProxy(Invoker<T> invoker) throws RpcException;

    /**
     * create invoker.
     * 
     * @param <T>
     * @param proxy
     * @param type
     * @param url
     * @return invoker
     */
    @Adaptive({Constants.PROXY_KEY})
    <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) throws RpcException;

}

是一个接口,用于在服务提供端,将服务的具体实现类转为Invoker。而在消费端,通过 getProxy(Invoker<T> invoker)将invoker转为客户端需要的接口。
在服务的发布端serviceConfig和消费端ReferenceConfig中,都会对proxyFactory通过ExtensionLoader拓展机制
生成自适应类 ProxyFactory$Adpative(这个类会根据url的ProxyFactory参数选择对应的实现类进行操作)。

public class ProxyFactory$Adpative implements com.alibaba.dubbo.rpc.ProxyFactory {
    public com.alibaba.dubbo.rpc.Invoker getInvoker(java.lang.Object arg0, java.lang.Class arg1, com.alibaba.dubbo.common.URL arg2)  {
        if (arg2 == null) 
            throw new IllegalArgumentException("url == null");

        com.alibaba.dubbo.common.URL url = arg2;
        String extName = url.getParameter("proxy", "javassist");
        if(extName == null) 
            throw new IllegalStateException("Fail to get extension(com.alibaba.dubbo.rpc.ProxyFactory) name from url(" + url.toString() + ") use keys([proxy])");

        com.alibaba.dubbo.rpc.ProxyFactory extension = (com.alibaba.dubbo.rpc.ProxyFactory)ExtensionLoader.getExtensionLoader(com.alibaba.dubbo.rpc.ProxyFactory.class).getExtension(extName);

        return extension.getInvoker(arg0, arg1, arg2);
    }

通过查看com.alibaba.dubbo.rpc.proxy文件,

stub=com.alibaba.dubbo.rpc.proxy.wrapper.StubProxyFactoryWrapper
jdk=com.alibaba.dubbo.rpc.proxy.jdk.JdkProxyFactory
javassist=com.alibaba.dubbo.rpc.proxy.javassist.JavassistProxyFactory

其中,JdkProxyFactory和JavassistProxyFactory是ProxyFactory 的具体扩展实现,StubProxyFactoryWrapper是实现了对代理工厂进行装饰的功能。从ProxyFactory 的接口的注解来看,JavassistProxyFactory是其默认实现。

JavassistProxyFactory的getInvoker方法

x先看看Invoker这个接口,其 Result invoke(Invocation invocation)方法,invocation包含了调用的方法以及参数。其通过invoke方法,得到方法的结果。

public interface Invoker<T> extends Node {

    /**
     * get service interface.
     * 
     * @return service interface.
     */
    Class<T> getInterface();

    /**
     * invoke.
     * 
     * @param invocation
     * @return result
     * @throws RpcException
     */
    Result invoke(Invocation invocation) throws RpcException;

}

invoke接口有一个实现的类AbstractInvoker<T>,查看其invoke方法:

    public Result invoke(Invocation inv) throws RpcException {
        if(destroyed) {
            throw new RpcException("Rpc invoker for service " + this + " on consumer " + NetUtils.getLocalHost() 
                                            + " use dubbo version " + Version.getVersion()
                                            + " is DESTROYED, can not be invoked any more!");
        }
        RpcInvocation invocation = (RpcInvocation) inv;
        invocation.setInvoker(this);
        if (attachment != null && attachment.size() > 0) {
            invocation.addAttachmentsIfAbsent(attachment);
        }
        Map<String, String> context = RpcContext.getContext().getAttachments();
        if (context != null) {
            invocation.addAttachmentsIfAbsent(context);
        }
        if (getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.ASYNC_KEY, false)){
            invocation.setAttachment(Constants.ASYNC_KEY, Boolean.TRUE.toString());
        }
        RpcUtils.attachInvocationIdIfAsync(getUrl(), invocation);
        
        
        try {
            return doInvoke(invocation);
        } catch (InvocationTargetException e) { // biz exception
            Throwable te = e.getTargetException();
            if (te == null) {
                return new RpcResult(e);
            } else {
                if (te instanceof RpcException) {
                    ((RpcException) te).setCode(RpcException.BIZ_EXCEPTION);
                }
                return new RpcResult(te);
            }
        } catch (RpcException e) {
            if (e.isBiz()) {
                return new RpcResult(e);
            } else {
                throw e;
            }
        } catch (Throwable e) {
            return new RpcResult(e);
        }
    }

上面这个方法,最终会调用 return doInvoke(invocation)。而在AbstractInvoker类中,doinvoke是

 protected abstract Result doInvoke(Invocation invocation) throws Throwable;

是需要继承类实现的。

而在JavassistProxyFactory中,其getInvoker方法通过返回一个新建的AbstractProxyInvoker匿名类,(其类里实现了doInvoke方法,这个doinvoke方法使得我们在通过)

    public <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) {
        // TODO Wrapper类不能正确处理带$的类名
        final Wrapper wrapper = Wrapper.getWrapper(proxy.getClass().getName().indexOf('$') < 0 ? proxy.getClass() : type);
        return new AbstractProxyInvoker<T>(proxy, type, url) {
            @Override
            protected Object doInvoke(T proxy, String methodName, 
                                      Class<?>[] parameterTypes, 
                                      Object[] arguments) throws Throwable {
                return wrapper.invokeMethod(proxy, methodName, parameterTypes, arguments);
            }
        };
    }

其重点在于 final Wrapper wrapper = Wrapper.getWrapper(proxy.getClass().getName().indexOf('$') < 0 ? proxy.getClass() : type); 通过我们的服务实现类,生成一个wrapper类,

    public static Wrapper getWrapper(Class<?> c)
    {
        while( ClassGenerator.isDynamicClass(c) ) // can not wrapper on dynamic class.
            c = c.getSuperclass();

        if( c == Object.class )
            return OBJECT_WRAPPER;

        Wrapper ret = WRAPPER_MAP.get(c);
        if( ret == null )
        {
            ret = makeWrapper(c);
            WRAPPER_MAP.put(c,ret);
        }
        return ret;
    }

上面的重点在于 makeWrapper(c),通过服务的实现类,生成动态代理类。

    private static Wrapper makeWrapper(Class<?> c)
    {
        if( c.isPrimitive() )
            throw new IllegalArgumentException("Can not create wrapper for primitive type: " + c);

        String name = c.getName();
        ClassLoader cl = ClassHelper.getCallerClassLoader(Wrapper.class);

        StringBuilder c1 = new StringBuilder("public void setPropertyValue(Object o, String n, Object v){ ");
        StringBuilder c2 = new StringBuilder("public Object getPropertyValue(Object o, String n){ ");
        StringBuilder c3 = new StringBuilder("public Object invokeMethod(Object o, String n, Class[] p, Object[] v) throws " + InvocationTargetException.class.getName() + "{ ");

        c1.append(name).append(" w; try{ w = ((").append(name).append(")$1); }catch(Throwable e){ throw new IllegalArgumentException(e); }");
        c2.append(name).append(" w; try{ w = ((").append(name).append(")$1); }catch(Throwable e){ throw new IllegalArgumentException(e); }");
        c3.append(name).append(" w; try{ w = ((").append(name).append(")$1); }catch(Throwable e){ throw new IllegalArgumentException(e); }");

        Map<String, Class<?>> pts = new HashMap<String, Class<?>>(); // <property name, property types>
        Map<String, Method> ms = new LinkedHashMap<String, Method>(); // <method desc, Method instance>
        List<String> mns = new ArrayList<String>(); // method names.
        List<String> dmns = new ArrayList<String>(); // declaring method names.
        
        // get all public field.
        for( Field f : c.getFields() )
        {
            String fn = f.getName();
            Class<?> ft = f.getType();
            if( Modifier.isStatic(f.getModifiers()) || Modifier.isTransient(f.getModifiers()) )
                continue;

            c1.append(" if( $2.equals(\"").append(fn).append("\") ){ w.").append(fn).append("=").append(arg(ft, "$3")).append("; return; }");
            c2.append(" if( $2.equals(\"").append(fn).append("\") ){ return ($w)w.").append(fn).append("; }");
            pts.put(fn, ft);
        }
        
        Method[] methods = c.getMethods();
        // get all public method.
        boolean hasMethod = hasMethods(methods);
        if( hasMethod ){
            c3.append(" try{");
        }
        for( Method m : methods )
        {
            if( m.getDeclaringClass() == Object.class ) //ignore Object's method.
                continue;

            String mn = m.getName();
            c3.append(" if( \"").append(mn).append("\".equals( $2 ) ");
            int len = m.getParameterTypes().length;
            c3.append(" && ").append(" $3.length == ").append(len);
            
            boolean override = false;
            for( Method m2 : methods ) {
                if (m != m2 && m.getName().equals(m2.getName())) {
                    override = true;
                    break;
                }
            }
            if (override) {
                if (len > 0) {
                    for (int l = 0; l < len; l ++) {
                        c3.append(" && ").append(" $3[").append(l).append("].getName().equals(\"")
                            .append(m.getParameterTypes()[l].getName()).append("\")");
                    }
                }
            }
            
            c3.append(" ) { ");
            
            if( m.getReturnType() == Void.TYPE )
                c3.append(" w.").append(mn).append('(').append(args(m.getParameterTypes(), "$4")).append(");").append(" return null;");
            else
                c3.append(" return ($w)w.").append(mn).append('(').append(args(m.getParameterTypes(), "$4")).append(");");

            c3.append(" }");
            
            mns.add(mn);
            if( m.getDeclaringClass() == c )
                dmns.add(mn);
            ms.put(ReflectUtils.getDesc(m), m);
        }
        if( hasMethod ){
            c3.append(" } catch(Throwable e) { " );
            c3.append("     throw new java.lang.reflect.InvocationTargetException(e); " );
            c3.append(" }");
        }
        
        c3.append(" throw new " + NoSuchMethodException.class.getName() + "(\"Not found method \\\"\"+$2+\"\\\" in class " + c.getName() + ".\"); }");
        
        // deal with get/set method.
        Matcher matcher;
        for( Map.Entry<String,Method> entry : ms.entrySet() )
        {
            String md = entry.getKey();
            Method method = (Method)entry.getValue();
            if( ( matcher = ReflectUtils.GETTER_METHOD_DESC_PATTERN.matcher(md) ).matches() )
            {
                String pn = propertyName(matcher.group(1));
                c2.append(" if( $2.equals(\"").append(pn).append("\") ){ return ($w)w.").append(method.getName()).append("(); }");
                pts.put(pn, method.getReturnType());
            }
            else if( ( matcher = ReflectUtils.IS_HAS_CAN_METHOD_DESC_PATTERN.matcher(md) ).matches() )
            {
                String pn = propertyName(matcher.group(1));
                c2.append(" if( $2.equals(\"").append(pn).append("\") ){ return ($w)w.").append(method.getName()).append("(); }");
                pts.put(pn, method.getReturnType());
            }
            else if( ( matcher = ReflectUtils.SETTER_METHOD_DESC_PATTERN.matcher(md) ).matches() )
            {
                Class<?> pt = method.getParameterTypes()[0];
                String pn = propertyName(matcher.group(1));
                c1.append(" if( $2.equals(\"").append(pn).append("\") ){ w.").append(method.getName()).append("(").append(arg(pt,"$3")).append("); return; }");
                pts.put(pn, pt);
            }
        }
        c1.append(" throw new " + NoSuchPropertyException.class.getName() + "(\"Not found property \\\"\"+$2+\"\\\" filed or setter method in class " + c.getName() + ".\"); }");
        c2.append(" throw new " + NoSuchPropertyException.class.getName() + "(\"Not found property \\\"\"+$2+\"\\\" filed or setter method in class " + c.getName() + ".\"); }");

        // make class
        long id = WRAPPER_CLASS_COUNTER.getAndIncrement();
        ClassGenerator cc = ClassGenerator.newInstance(cl);
        cc.setClassName( ( Modifier.isPublic(c.getModifiers()) ? Wrapper.class.getName() : c.getName() + "$sw" ) + id );
        cc.setSuperClass(Wrapper.class);

        cc.addDefaultConstructor();
        cc.addField("public static String[] pns;"); // property name array.
        cc.addField("public static " + Map.class.getName() + " pts;"); // property type map.
        cc.addField("public static String[] mns;"); // all method name array.
        cc.addField("public static String[] dmns;"); // declared method name array.
        for(int i=0,len=ms.size();i<len;i++)
            cc.addField("public static Class[] mts" + i + ";");

        cc.addMethod("public String[] getPropertyNames(){ return pns; }");
        cc.addMethod("public boolean hasProperty(String n){ return pts.containsKey($1); }");
        cc.addMethod("public Class getPropertyType(String n){ return (Class)pts.get($1); }");
        cc.addMethod("public String[] getMethodNames(){ return mns; }");
        cc.addMethod("public String[] getDeclaredMethodNames(){ return dmns; }");
        cc.addMethod(c1.toString());
        cc.addMethod(c2.toString());
        cc.addMethod(c3.toString());

        try
        {
            Class<?> wc = cc.toClass();
            // setup static field.
            wc.getField("pts").set(null, pts);
            wc.getField("pns").set(null, pts.keySet().toArray(new String[0]));
            wc.getField("mns").set(null, mns.toArray(new String[0]));
            wc.getField("dmns").set(null, dmns.toArray(new String[0]));
            int ix = 0;
            for( Method m : ms.values() )
                wc.getField("mts" + ix++).set(null, m.getParameterTypes());
            return (Wrapper)wc.newInstance();
        }
        catch(RuntimeException e)
        {
            throw e;
        }
        catch(Throwable e)
        {
            throw new RuntimeException(e.getMessage(), e);
        }
        finally
        {
            cc.release();
            ms.clear();
            mns.clear();
            dmns.clear();
        }
    }

上面这个方法太太太长了,其基本思想就是javassist动态代理的那一套,最终通过Class<?> wc = cc.toClass();生成Class<?>文件,最后通过(Wrapper)wc.newInstance()进行实例化然后返回。
就看看具体生成什么类吧,主要看类里的invokeMethod方法:

public Object invokeMethod(Object o, String n, Class[] p, Object[] v) throws
java.lang.reflect.InvocationTargetException{
 cn.andy.dubbo.DataService w; 
 try{
  w= ((cn.andy.dubbo.DataService)$1);
   }catch(Throwable e){
    throw new IllegalArgumentException(e);
     }
   try{
    if( "getStringData".equals( $2 )  &&
$3.length == 0 ) {
  return ($w)w.getStringData();
   }
    if( "dubboTest2".equals( $2)  &&  $3.length == 1 ) {
      return ($w)w.dubboTest2((java.lang.String)$4[0]);
       }
if( "dubboTest".equals( $2 )  &&  $3.length == 1 ) {
  return ($w)w.dubboTest((java.lang.String)$4[0]); 
     }
   } catch(Throwable e) { 
        throw new java.lang.reflect.InvocationTargetException(e);
          } throw new com.alibaba.dubbo.common.bytecode.NoSuchMethodException("Not found method
\""+$2+"\" in class cn.andy.dubbo.DataService.");
 }

而我们的接口是:

public interface DataService {
    
    int dubboTest(String id);
    
    int dubboTest2(String id);
    
    String getStringData();

}

实现类的名称是
public class DataServiceImpl implements DataService
从上面可以看出,所有调用wrapper的invokeMethod方法,都会转为调用我们真正的实现类。这样,在后期requestHandler 中,调用 return invoker.invoke(inv)时,就会调用上述的javassist生成的动态代理类,动态代理类最终调用我们真正的服务实现类。

JdkProxyFactory的getInvoker方法

    public <T> Invoker<T> getInvoker(T proxy, Class<T> type, URL url) {
        return new AbstractProxyInvoker<T>(proxy, type, url) {
            @Override
            protected Object doInvoke(T proxy, String methodName, 
                                      Class<?>[] parameterTypes, 
                                      Object[] arguments) throws Throwable {
                Method method = proxy.getClass().getMethod(methodName, parameterTypes);
                return method.invoke(proxy, arguments);
            }
        };
    }

}

JdkProxyFactory的就比较简单,就是简单的反射,调用我们的真正实现类。

再看看JdkProxyFactory的getProxy方法

首先,不管是JdkProxyFactory还是JavassistProxyFactory,都会先调用AbstractProxyFactory的getProxy方法。主要操作,就是增加了一个EchoService.class接口,每个服务都会增加这个接口,保证每个代理都可以使用回声服务。

  public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker) throws RpcException {
        Class<?>[] interfaces = null;
        String config = invoker.getUrl().getParameter("interfaces");
        if (config != null && config.length() > 0) {
            String[] types = Constants.COMMA_SPLIT_PATTERN.split(config);
            if (types != null && types.length > 0) {
                interfaces = new Class<?>[types.length + 2];
                interfaces[0] = invoker.getInterface();
                interfaces[1] = EchoService.class;
                for (int i = 0; i < types.length; i ++) {
                    interfaces[i + 1] = ReflectUtils.forName(types[i]);
                }
            }
        }
        if (interfaces == null) {
            interfaces = new Class<?>[] {invoker.getInterface(), EchoService.class};
        }
        return getProxy(invoker, interfaces);
    }
    public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, Class<?>[] interfaces) {
        return (T) Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(), interfaces, new InvokerInvocationHandler(invoker));
    }

这是典型的jdk动态代理的用法,根据接口获得的动态代理类,其调用的接口的方法都会转而调用InvokerInvocationHandler(invoker),

  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        String methodName = method.getName();
        Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
        if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
            return method.invoke(invoker, args);
        }
        if ("toString".equals(methodName) && parameterTypes.length == 0) {
            return invoker.toString();
        }
        if ("hashCode".equals(methodName) && parameterTypes.length == 0) {
            return invoker.hashCode();
        }
        if ("equals".equals(methodName) && parameterTypes.length == 1) {
            return invoker.equals(args[0]);
        }
        return invoker.invoke(new RpcInvocation(method, args)).recreate();
    }

再看看JavassistProxyFactory的getProxy方法

 public <T> T getProxy(Invoker<T> invoker, Class<?>[] interfaces) {
       return (T) Proxy.getProxy(interfaces).newInstance(new InvokerInvocationHandler(invoker));
   }

目前还没有分析,这里的Proxy.getProxy是使用javassist动态代理实现的。最终的结果应该也是 return invoker.invoke(new RpcInvocation(method, args)).recreate();吧

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