Metaprogramovanie / Dynamické proxy a načítavanie tried

Reflexia

• Introspekcia (štrukturálna a behaviorálna)
• Volanie metód a zmena hodnôt premenných

Vieme niečo aj vytvoriť?

Dynamické proxy

• java.lang.reflect.Proxy
• Vytvorenie novej triedy implementujúcej zadané rozhrania
• Počas behu programu

Čo potrebujeme?

• ClassLoader
• Rozhrania
• InvocationHandler

Použitie

Object proxy = Proxy.newProxyInstance(
                      SomeInterface.class.getClassLoader(),
                      new Class[]{ SomeInterface.class },
                      invocationHandler);
  

InvocationHandler

• Rieši volanie metód zadaných rozhraní
• Tiež metódy z Object:
  • hashCode(), equals(), toString()

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

Príklad

Trasovanie (tracing)

• Zaznamenávanie udalostí v aplikácií pre účely ladenia
• Funkcionalita trasovania „pretína“ celý kód aplikácie

Riešenie

Zdrojový kód

Použitie dynamických proxy

• Všetky typy vzoru „proxy“
• Doplnenie funkcionality (vzor „decorator“)
• Nahradenie skutočného objektu (napr. „mock object“)

Spring

Spring Framework

• http://spring.io/
• Aplikačný rámec
• Zjednodušenie návrhu aplikácií
• Minimalizácia závislosti

Spring Data

Spring Data

• Zjednodušený prístup k dátam v rôznych úložiskách
• Generovanie prístupových tried

Príklad

Kód

https://git.kpi.fei.tuke.sk/meta/examples/spring-data

Čo bol ten ClassLoader?

ClassLoader

• Zodpovedá za načítavanie tried v JVM
• Class cls = Class.forName(name);
• ClassLoader loader = this.getClass().getClassLoader();
Class cls = Class.forName(name, true, loader);
• Class cls = loader.loadClass(name);
  • bez inicializácie
  • podrobnosti

Ako získať ClassLoader

• this.getClass().getClassLoader();
  
• ClassLoader.getSystemClassLoader();
• Thread.currentThread().getContextClassLoader();
• new URLClassLoader(urls);
• Implementovať vlastný

Každá trieda je identifikovaná

1. Plným názvom
2. ClassLoaderom

Načítanie triedy

• Class<?> Class.forName(String className)
• Čím sa líši od ClassName.class?
• Načítanie triedy, ktorá nie je dostupná pri kompilácii

Príklad — dynamické načítanie triedy

String dbClassName = props.getProperty("dbClass",
                                       "sk.tuke.StubDB");
Class dbClass = Class.forName(dbClassName);
customerDB = (CustomerDatabase) dbClass.newInstance();

Dynamické načítanie triedy

• Prístup cez rozhranie (interface)
• Bezparametrický konštruktor
• Metóda pre inicializáciu ako súčasť rozhrania
• Alternatíva: dohoda o parametroch konštruktora

Čo sa vlastne načítava?

Java bytecode

• Postupnosť inštrukcií
• Java Virtual Machine

Súbor .class

• Všetky informácie o triede
• Kód metód
• Metadáta

Generovanie a modifikovanie bajtkódu

• Vytváranie tried
• Modifikácia existujúcich počas načítania
• Knižnice
  • ASM
  • Javassist
  • Byte Buddy
  • BCEL
  • cglib

Java Agents

• Program pripojený k spúšťanému JVM
  • java -javaagent:agent.jar -jar app.jar
• Modifikácia bajtkódu

Je reflexia pomalá?

Vyskúšajme!

Kód

https://git.kpi.fei.tuke.sk/meta/examples/reflection-performance