4.2　Java基础知识

在本节中，我们将简要介绍Hadoop RPC中用到的JDK开发工具包中的一些类。了解和掌握这些类的功能和使用方法是深入学习Hadoop RPC的基础。这些类主要来自以下三个Java包：java.lang.reflect（反射机制和动态代理相关类）、java.net（网络编程库）和java.nio（NIO）。

4.2.1　Java反射机制与动态代理

反射机制是Java语言的一个重要特性，它允许用户动态获取类的信息和动态调用对象的方法。它提供的类及类对应的功能如下。

❑Class类：代表一个Java类。

❑Field类：代表Java类的属性。

❑Method类：代表Java类的方法。

❑Constructor类：代表Java类的构造函数。

❑Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组元素的静态方法。

❑Proxy类以及InvocationHandler接口：提供了动态生成代理类以及实例的方法。

接下来重点介绍Java动态代理。介绍Java动态代理之前，先介绍“代理”这一概念。代理是一种常用的设计模式，其目的是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。代理类负责为委托类进行预处理（如安全检查，权限检查等）或者执行完后的后续处理（如转发给其他代理等）。

Java动态代理机制的实现，使得开发人员通过简单地指定一组接口及委托类对象，便能动态地获得代理类，这大大简化了编写代理类的步骤。

要学习Java动态代理机制，需要首先了解以下几个类或接口。

（1）java. lang.reflect.Proxy

这是Java动态代理机制的主类，它提供了一组静态方法，用于为一组接口动态地生成代理类及其对象。java.lang.reflect.Proxy的具体实现如下：

//方法1：获取指定代理对象所关联的调用处理器

static InvocationHandler getInvocationHandler（Object proxy）

//方法2：获取关联于指定类装载器和一组接口的动态代理类的对象

static Class getProxyClass（ClassLoader loader, Class[]interfaces）

//方法3：判断指定的类对象是否是一个动态代理类

static boolean isProxyClass（Class cl）

//方法4：为指定类装载器、一组接口及调用处理器生成动态代理类实例

static Object newProxyInstance（ClassLoader loader, Class[]interfaces, InvocationHandler h）

（2）java. lang.reflect.InvocationHandler

这是调用处理器接口。它定义了一个invoke方法，用于处理在动态代理类对象上的方法调用。通常开发人员需实现该接口，并在invoke方法中实现对委托类的代理访问。invoke方法声明如下：

//该方法负责处理动态代理类上的所有方法调用。包含三个参数，分别表示代理类实例

//被调用的方法对象、调用参数。调用处理器根据这三个参数进行预处理或分派到委托类实例上执行

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

一个典型的动态代理创建对象的过程可分为以下4个步骤：

步骤1　通过实现InvocationHandler接口创建自己的调用处理器：

InvocationHandler handler=new InvocationHandlerImpl（……）；

步骤2　通过为Proxy类指定ClassLoader对象和一组interface创建动态代理类：

Class clazz=Proxy.getProxyClass（classLoader, new Class[]{……}）；

步骤3　通过反射机制获取动态代理类的构造函数，其参数类型是调用处理器接口类型：

Constructor constructor=clazz.getConstructor（new Class[]{InvocationHandler.class}）；

步骤4　通过构造函数创建动态代理类实例，此时需将调用处理器对象作为参数被传入：

Interface Proxy=（Interface）constructor.newInstance（new Object[]{handler}）；

为了简化对象创建过程，Proxy类中的newInstance方法封装了步骤2～步骤4，只需两步即可完成代理对象的创建。代码清单4-1给出一个详细的动态代理创建对象的实例：Server类提供了计算整型数相加和相减的两个方法，用户可直接通过创建代理对象访问这两个方法（类似于RPC Client）。

代码清单4-1　Java动态代理示例程序

interface CalculatorProtocol{//定义一个接口协议

public int add（int a, int b）；//两个数相加

public int subtract（int a, int b）；//两个数相减

}

class Server implements CalculatorProtocol{//实现接口协议

public int add（int a, int b）{

return a+b；

}

public int subtract（int a, int b）{

return a-b；

}

}

//实现调用处理器接口

class CalculatorHandler implements InvocationHandler{

private Object objOriginal；

public CalculatorHandler（Object obj）{

this.objOriginal=obj；

}

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

throws Throwable{

//可添加一些预处理

Object result=method.invoke（this.objOriginal, args）；

//可添加一些后续处理

return result；

}

}

//测试用例

public class DynamicProxyExample{

public static void main（String[]args）{

CalculatorProtocol server=new Server()；//创建Server

InvocationHandler handler=new CalculatorHandler（server）；

CalculatorProtocol client=（CalculatorProtocol）Proxy.newProxyInstance（server.

getClass().getClassLoader()，server.getClass().getInterfaces()，handler）；

//创建一个Client

int r=client.add（5，3）；

System.out.println（"5+3="+r）；

r=client.subtract（10，2）；

System.out.println（"10-2="+r）；

}

}