静态代理，动态代理，CGLIB动态代理

清疚 2022-02-01 08:29 501阅读 0赞

### 静态代理，动态代理，CGLIB动态代理 ###

*  概述
 *  静态代理
 *  动态代理
 *   *  原理分析
 *  CGLIB代理
 *  原理分析
 *   *  JDK和CGLIB动态代理实现的区别
 *  代理模式的优缺点

# 概述 #

代理是一种设计模式，提供了对目标对象的间接访问，即通过代理访问目标对象的方法，那么就可以很方便的在目标方法的基础上添加额外的操作，前拦截，后拦截等。

按照代理的创建时期可以分为两种：  
**静态代理**：由程序员创建代理类或特定工具自动生成源代码再对其编译。在程序运行前代理类的.class文件就已经存在了。  
**动态代理**：在程序运行时运用反射机制动态创建而成

# 静态代理 #

静态代理的原理比较简单：  
①创建代理类实现代理接口  
②在类中维护一个代理对象，通过构造器初始化代理对象  
③实现接口方法，并在接口方法中使用代理对象调用同一接口方法，并实现前后拦截等功能。

//Persion接口
    public interface Persion { 
        void pay();
    }
    
    //Student.java
    public class Student implements Persion { 
        String name;
    
        public Student(String name) { 
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public void pay() { 
            System.out.println(name + " pay!");
        }
    }
    
    //PersionProxy.java 创建代理类实现代理接口
    public class PersionProxy implements Persion { 
    	// 在类中维护一个代理对象，通过构造器初始化代理对象
        Persion persion;
        public PersionProxy(Persion persion) { 
            this.persion = persion;
        }
    
    	// 实现接口方法，并在接口方法中使用代理对象调用同一接口方法，并实现前后拦截等功能。
        @Override
        public void pay() { 
            System.out.println("before");
            persion.pay();
            System.out.println("after");
        }
    }
    
    //主函数
    public class Main { 
        public static void main(String[] args) { 
            Student student = new Student("tom");
            //获取student对象的代理
            PersionProxy proxy = new PersionProxy(student);
            //代理执行方法
            proxy.pay();
        }
    }

输出结果

before
    tom pay!
    after

由代码可知静态代理是写死的代码，每个代理只能代理一个类型的指定方法。那么它的缺点也显而易见了，如果需要对大量的接口进行代理，就会有大量的代理类，不利于维护；如果要对代理的接口修改/添加/删除方法，同时也需要维护实现类和代理类，不利于扩展。

# 动态代理 #

//Persion接口
    public interface Persion { 
        void pay();
    }
    
    //Student.java
    public class Student implements Persion { 
        String name;
    
        public Student(String name) { 
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public void pay() { 
            System.out.println(name + " pay!");
        }
    }
    
    //DynamicProxy .java
    public class DynamicProxy { 
    
        //返回一个代理对象
        public static Object agent(Class interfaceClazz, Object proxy) { 
            return Proxy.newProxyInstance(interfaceClazz.getClassLoader(), new Class[]{ interfaceClazz},
                    new MyHandler(proxy));
        }
    
        static class MyHandler implements InvocationHandler { 
        	//代理对象
            private Object proxyInstance;
    
            public MyHandler(Object proxyInstance) { 
                this.proxyInstance = proxyInstance;
            }
    
    		/** proxy：被代理的类实例 */
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
                System.out.println("before");
                //执行指定方法
                Object invoke = method.invoke(proxyInstance, args);
                System.out.println("after");
                return invoke;
            }
        }
    }
    
    // main方法
    public class Main { 
        public static void main(String[] args) { 
        	//这里必须转成接口，包括参数中的Persion.class否则会报错
            Persion proxy = (Persion) DynamicProxy.agent(Persion.class, new Student("tom"));
            proxy.pay();
        }
    }

输出结果

before
    tom pay!
    after

优点：代理无需实现被代理的接口，编写的代理类可以代理任何实现了接口的对象（通过反射机制实现），具有较高的复用性。  
缺点：被代理的目标对象必须要实现接口，否则无法使用JDK动态代理。  
原理在于生成代理类中调用的方法实际指向invoke。

## 原理分析 ##

现在来研究研究它的原理，由于源码分析较为复杂，能力有限，只看会了大神分析的大概思路，后序再补充。  
首先是在newProxyInstance方法中，它生成了代理类，此代理类是动态生成的类文件，看代码：  
（摘自博客：[https://www.cnblogs.com/gonjan-blog/p/6685611.html）][https_www.cnblogs.com_gonjan-blog_p_6685611.html]

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
    import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
    import proxy.Person;
    
    public final class $Proxy0 extends Proxy implements Person
    { 
      private static Method m1;
      private static Method m2;
      private static Method m3;
      private static Method m0;
      
      /** *注意这里是生成代理类的构造方法，方法参数为InvocationHandler类型，看到这，是不是就有点明白 *为何代理对象调用方法都是执行InvocationHandler中的invoke方法，而InvocationHandler又持有一个 *被代理对象的实例，不禁会想难道是....？ 没错，就是你想的那样。 * *super(paramInvocationHandler)，是调用父类Proxy的构造方法。 *父类持有：protected InvocationHandler h; *Proxy构造方法： * protected Proxy(InvocationHandler h) { * Objects.requireNonNull(h); * this.h = h; * } * */
      public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)
        throws 
      { 
        super(paramInvocationHandler);
      }
      
      //这个静态块本来是在最后的，我把它拿到前面来，方便描述
       static
      { 
        try
        { 
          //看看这儿静态块儿里面有什么，是不是找到了giveMoney方法。请记住giveMoney通过反射得到的名字m3，其他的先不管
          m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {  Class.forName("java.lang.Object") });
          m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
          m3 = Class.forName("proxy.Person").getMethod("giveMoney", new Class[0]);
          m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
          return;
        }
        catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
        { 
          throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
        }
        catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
        { 
          throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
        }
      }
     
      /** * *这里调用代理对象的giveMoney方法，直接就调用了InvocationHandler中的invoke方法，并把m3传了进去。 *this.h.invoke(this, m3, null);这里简单，明了。 *来，再想想，代理对象持有一个InvocationHandler对象，InvocationHandler对象持有一个被代理的对象， *再联系到InvacationHandler中的invoke方法。嗯，就是这样。 */
      public final void giveMoney()
        throws 
      { 
        try
        { 
          this.h.invoke(this, m3, null);
          return;
        }
        catch (Error|RuntimeException localError)
        { 
          throw localError;
        }
        catch (Throwable localThrowable)
        { 
          throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
        }
      }
    
      //注意，这里为了节省篇幅，省去了toString，hashCode、equals方法的内容。原理和giveMoney方法一毛一样。
    
    }

通过反编译的代码可以看出，生成的类继承了Proxy类，并实现了代理的interface接口，类中持有自定义的InvocationHandler 类h，而h中又拥有真实对象。

那么思路经很清晰了，代理类实现了接口，对其中的接口的方法的实现中，实际上调用的是h中的invoke方法。通过反射来获取每一个方法对象。

**总结一下步骤**

1.  生成一个实现了参数interface里所有接口并继承了Proxy代理类的字节码，并使用参数里的ClassLoader加载了这个代理类。
2.  使用代理类父类Proxy(InvocationHandler h)的构造函数创建一个代理类实例，将自定义的InvocationHandler实现类传入。并返回该实例。
3.  调用代理类实例的方法时，都会调用自定义handler中的invoke()方法。

# CGLIB代理 #

//Student.java
    public class Student implements Persion { 
        String name;
    
        public Student(String name) { 
            this.name = name;
        }
    
        @Override
        public void pay() { 
            System.out.println(name + " pay!");
        }
    }
    
    //CGLIBProxy.java
    public class CGLIBProxy implements MethodInterceptor { 
    	Object proxy;
    	
    	public Object getInstance(Object proxy) { 
            this.proxy = proxy;
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(this.proxy.getClass());
            // 回调方法
            enhancer.setCallback(this);
            // 创建代理对象
            return enhancer.create();
        }
    
    	@Override
        public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable { 
            System.out.println("beforeg");
            //真正调用
            Object obj= methodProxy.invokeSuper(o, objects);
            System.out.println("after");
            return obj;
        }
    }
    
    //main方法
    public static void main(String[] args) { 
            CGLIBProxy proxy = new CGLIBProxy ();
            Student student= (Student) proxy.getInstance(new Student("tom"));
            student.pay();
    }

输出结果

before
    tom pay!
    after

使用方式和JDK的动态代理类似，但是它可以直接对没有实现接口的类进行操作，会更加方便。

# 原理分析 #

简单介绍两句：

> CGLIB(Code Generation Library)是一个开源项目！是一个强大的，高性能，高质量的Code生成类库，它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口。Hibernate支持它来实现PO(Persistent Object 持久化对象)字节码的动态生成。（来自百度百科）
> 
> > 简单说它是用来生成字节码的库

CGLIB可以代理没有实现接口的类，相比JDK的动态代理更加灵活，性能也更好。

下面通过反编译CGLIB生成的代理类进行分析。

（此源码来源网络）

import net.sf.cglib.core.Signature;
    import net.sf.cglib.core.ReflectUtils;
    import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
    import java.lang.reflect.Method;
    import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
    import net.sf.cglib.proxy.Callback;
    import net.sf.cglib.proxy.Factory;
    
    // 
    // Decompiled by Procyon v0.5.30
    // 
    
    public class UserService$$EnhancerByCGLIB$$394dddeb extends UserService implements Factory
    { 
        private boolean CGLIB$BOUND;
        private static final ThreadLocal CGLIB$THREAD_CALLBACKS;
        private static final Callback[] CGLIB$STATIC_CALLBACKS;
        //我们自定义的拦截器对象会被这个指针指向
        private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;
        private static final Method CGLIB$add$0$Method;
        private static final MethodProxy CGLIB$add$0$Proxy;
        private static final Object[] CGLIB$emptyArgs;
    
        
        static void CGLIB$STATICHOOK2() { 
            CGLIB$THREAD_CALLBACKS = new ThreadLocal();
            CGLIB$emptyArgs = new Object[0];
            final Class<?> forName = Class.forName("UserService$$EnhancerByCGLIB$$394dddeb");
            final Class<?> forName3;
            CGLIB$add$0$Method = ReflectUtils.findMethods(new String[] {  "add", "()V" }, (forName3 = Class.forName("UserService")).getDeclaredMethods())[0];
            CGLIB$add$0$Proxy = MethodProxy.create((Class)forName3, (Class)forName, "()V", "add", "CGLIB$add$0");
        }
        
        
        final void CGLIB$add$0() { 
            super.add();
        }
        
        public final void add() { 
            MethodInterceptor cglib$CALLBACK_2;
            MethodInterceptor cglib$CALLBACK_0;
            //判断自定义的拦截器是否为空，为空则调用CGLIB$BIND_CALLBACKS()，这个方法没有研究，大概是初始化拦截器
            if ((cglib$CALLBACK_0 = (cglib$CALLBACK_2 = this.CGLIB$CALLBACK_0)) == null) { 
                CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
                cglib$CALLBACK_2 = (cglib$CALLBACK_0 = this.CGLIB$CALLBACK_0);
            }
            // 如果拦截器不为空则调用拦截器中重写的intercept()方法，并返回
            if (cglib$CALLBACK_0 != null) { 
                cglib$CALLBACK_2.intercept((Object)this, UserService$$EnhancerByCGLIB$$394dddeb.CGLIB$add$0$Method, UserService$$EnhancerByCGLIB$$394dddeb.CGLIB$emptyArgs, UserService$$EnhancerByCGLIB$$394dddeb.CGLIB$add$0$Proxy);
                return;
            }
            super.add();
        }
         
        static { 
            CGLIB$STATICHOOK2();
        }
    }

emmm，代码中的命名有点迷，重点看注释部分就可以。  
简单总结一下：

1.  代理类继承了委托类，并且委托类的final方法不能被代理
2.  代理类为每个委托的方法都生成了两个，以代码中的为例CGLIB$add$0直接调用了委托类的原方法。
3.  当执行代理对象的add方法时，会先判断是否存在实现了MethodInterceptor接口的对象cglib$CALLBACK\_0，如果存在，则调用MethodInterceptor对象的intercept方法实现了AOP。

## JDK和CGLIB动态代理实现的区别 ##

*  JDK动态代理生成的代理类和委托类实现了相同的接口，再通过实现接口的方式调用了自定义的invoke方法实现的AOP。
 *  CGLIB则是通过继承代理类，通过重写方法，在方法中调用拦截器实现的Invoke方法实现的AOP。
 *  JDK动态代理只能对接口的实现类进行代理，底层通过反射进行方法的调用
 *  CGLIB可以对普通类进行代理，但是不能对final修饰的类以及final，private方法进行代理。它底层将方法放入一个数组中，通过索引直接进行方法的调用。

# 代理模式的优缺点 #

*  优点：代理模式能将代理对象和真实被调用的目标对象分离，使`代理逻辑`与`业务逻辑`相互独立互不影响，降低了耦合，有利于对原方法的增强与扩展。
 *  缺点：使用代理模式会造成系统设计中类的数目增加，对内存的控制难度增加。使用动态代理会对性能造成一定的影响，它需要动态生成类。还会增加系统的复杂度。

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