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JDK动态代理和CGLIB字节码增强

一、JDK动态代理

Java 在 java.lang.reflect 包中有自己的代理支持,该类(Proxy.java)用于动态生成代理类,只需传入目标接口、目标接口的类加载器以及 InvocationHandler 便可为目标接口生成代理类及代理对象。我们称这个Java技术为:动态代理

@CallerSensitive
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                      Class<?>[] interfaces,
                                      InvocationHandler h)
    throws IllegalArgumentException
{
//...
}

在 Java 中规定,要想产生一个对象的代理对象,那么这个对象必须要有一个接口,因此 interfaces 必须是一个接口。

在动态代理技术里,由于不管用户调用代理对象的什么方法,都是调用开发人员编写的 InvocationHandler 的 invoke 方法(这相当于 invoke 方法拦截到了代理对象的方法调用)。

因此 JDK 动态代理的整体流程为:

  1. 实现 InvocationHandler,用来处理对象拦截后的逻辑。(该对象必须是接口,或者父类是接口)
  2. 使用 Proxy.newProxyInstance 产生代理对象。

以下是一个用 JDK 动态代码实现 AOP 的具体例子:

1.目标(Target)类

public interface UserService {
    void eat();
}
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃东西");
    }
}

2.切面(Aspect)类

public class MyAspect {
    /**
     * 前置通知
     */
    public void before() {
        System.out.print("先洗手再");
    }
}

3. 织入(Weaving)过程

/**
 * 产生代理对象的工厂类
 */
public class MyFactoryBean {

    private MyFactoryBean() {
    }
    
    public static UserService getInstance() {
        // target : 目标类
        final UserService userService = new UserServiceImpl();
        // Aspect : 切面类
        final MyAspect myAspect = new MyAspect();
        // Weaving : 织入,也就是产生代理的过程
        UserService proxyInstance = (UserService) Proxy.newProxyInstance(UserService.class.getClassLoader(),
                new Class[]{UserService.class}, (Object proxy, Method method, Object[] args) -> {
                    // 模拟切点 - pointcut
                    if ("eat".equals(method.getName())) {
                        myAspect.before();
                    }
                    return method.invoke(userService, args);
                });
        return proxyInstance;
    }
}
    public static void main(String[] args) {
        UserService userService = MyFactoryBean.getInstance();
        // 先洗手再吃东西
        userService.eat();
    }

想想看,这其实跟我们平常使用的 AOP 已经很相似了,Spring 里面定义了前置通知(@Before)、异常通知(@AfterThrowing)等等,Spring 只是换成了甄别这些注解来选择什么时候调用通知方法,另外,Spring 还通过切点表达式来选择目标类和切入点。

二、CGLIB动态代理

CGLIB 动态代理需要引入第三方的库,它通过修改代理对象生成子类的方式来实现调用拦截,代理对象不需要实现接口,但是代理类不能是 final,代理的方法也不能是 final。

/**
 * 产生代理对象的工厂类
 */
public class MyFactoryBean {

    private MyFactoryBean() {
    }

    public static UserService getInstance() {
        // target : 目标类
        final UserService userService = new UserServiceImpl();
        // Aspect : 切面类
        final MyAspect myAspect = new MyAspect();
        // Weaving : 织入,也就是产生代理的过程
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(userService.getClass());
        enhancer.setUseCache(false);
        enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
            @Override
            public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                // 模拟 pointcut-切点
                if ("eat".equals(method.getName())) {
                    myAspect.before();
                }
                return methodProxy.invokeSuper(o, objects);
            }
        });
        return (UserService) enhancer.create();
    }

    public static void main(String[] args) {
        UserService proxyInstance = MyFactoryBean.getInstance();
        // 先洗手再吃东西
        proxyInstance.eat();
    }
}

三、总结

在 JDK 中实现动态代理时,要求代理类必须是接口或继承接口的类,因为 JDK 最后生成的 proxy class 其实就是实现了代理类所代理的接口并且继承了 java 中的 Proxy 类(继承 Proxy 类是为了判断该类是否为代理类),通过反射找到接口的方法,调用 InvocationHandler的invoke 方法实现拦截。

CGLIB 字节码增强是JDK动态代理的一个很好的补充, CGLIB 中最后生成的 proxy class 是一个继承代理类所代理的 class,通过重写被代理类中的非 final 的方法实现代理。

总结为:

  • JDK 动态代理:代理类必须是接口或继承接口的类。
  • CGLIB 字节码增强: 代理类不能是 final,代理的方法也不能是 final(继承限制) 。

关于在 Spring 的 AOP 中采用何种代理手段,我们不强加限制的话,会根据类是否有接口来区别对待:

  1. 当一个类有接口的时候,就会选用 JDK 的动态代理。
  2. 当一个类没有实现接口的时候,就会选用 CGLIB 代理的方式。

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