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动态代理

动态代理

从 JVM 角度来说,动态代理是在运行时动态生成类字节码,并加载到 JVM 中的。 意思是说:不用事先定义好一个代理类,JVM在运行时会自动创建一个 字节码对象。

JDK动态代理机制

在 Java 动态代理机制中 InvocationHandler 接口和 Proxy 类是核心。

Proxy 类中使用频率最高的方法是:newProxyInstance() ,这个方法主要用来生成一个代理对象。

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    public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
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                                          InvocationHandler h)
        throws IllegalArgumentException
    {
        ......
    }

方法一共有 3 个参数:

  1. loader :类加载器,用于加载代理对象。
  2. interfaces : 被代理类实现的一些接口;
  3. h : 实现了 InvocationHandler 接口的对象;

实现动态代理的话,还必须需要实现InvocationHandler自定义处理逻辑。 当我们的动态代理对象调用一个方法时,这个方法的调用就会被转发到实现InvocationHandler 接口类invoke 方法来调用,即:一个invoke方法,统一负责接管代理对象的所有方法处理。

可以在 invoke() 方法中自定义处理逻辑,比如在方法执行前后做什么事情。

注:InvocationHandler 中文译为:调用句柄。这里个人理解为 代理对象的逻辑处理方法。

JDK 动态代理类使用步骤

  1. 定义一个接口及其实现类;
  2. 自定义 InvocationHandler 并重写invoke方法,在 invoke 方法中我们会调用原生方法(被代理类的方法)并自定义一些处理逻辑;
  3. 通过 Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h) 方法创建代理对象;

代码示例

1.定义发送短信的接口

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public interface SmsService {
    String send(String message);
}

2.实现发送短信的接口

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public class SmsServiceImpl implements SmsService {
    public String send(String message) {
        System.out.println("send message:" + message);
        return message;
    }
}

3.定义一个 JDK 动态代理类

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import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler {
    /**
     * 代理类中的真实对象——target为被代理类对象
     */
    private final Object target;

    public DebugInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        //调用方法之前,我们可以添加自己的操作
        System.out.println("before method " + method.getName());
        Object result = method.invoke(target, args);
        //调用方法之后,我们同样可以添加自己的操作
        System.out.println("after method " + method.getName());
        return result;
    }
}

 当我们的 动态代理对象 调用原生方法的时候,最终实际上调用到的是 invoke() 方法,然后 invoke() 方法代替我们去调用了被代理对象的原生方法。

4.获取代理对象的工厂类

这种代理模式产生的对象 似乎运用到了 工厂设计模式?

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public class JdkProxyFactory {
    public static Object getProxy(Object target) {
        return Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(), // 目标类的类加载器
                target.getClass().getInterfaces(),  // 代理需要实现的接口,可指定多个
                new DebugInvocationHandler(target)   // 代理对象对应的自定义 InvocationHandler
        );
    }
}

getProxy():主要通过Proxy.newProxyInstance()方法获取某个类的代理对象

5.实际使用

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SmsService smsService = (SmsService) JdkProxyFactory.getProxy(new SmsServiceImpl());
smsService.send("java");

注:

  • 动态代理对象 也是 实现了SmsService接口,这里运用接口多态 用接口对象来接收 动态生成的代理对象
  • 生成动态代理对象,调用getProxy方法,实则是封装了Proxy.newProxyInstance方法,该方法的第三个参数 传入InvocationHandler h 需要手动传入一个参数 — 就是被代理的对象 Object target,这个被代理对象无法自动获取。(注意和下边的CGLIB调用进行对比)

CGLIB 动态代理机制

JDK 动态代理有一个最致命的问题是其只能代理实现了接口的类。 例如:上边没有实现SmsService 接口的类,是不能走 JDK动态代理的。因为在JDK动态代理中,代理的方法是以接口中定义方法为准。

CGLIB(Code Generation Library) 是一个基于ASM的字节码生成库,允许在运行时对字节码进行修改和动态生成

CGLIB 通过继承方式实现代理。很多知名的开源框架都使用到了CGLIB, 例如 Spring 中的 AOP 模块中:如果目标对象实现了接口,则默认采用 JDK 动态代理,否则采用 CGLIB 动态代理。

在 CGLIB 动态代理机制中 MethodInterceptor 接口和 Enhancer 类是核心。

需要自定义 MethodInterceptor 并重写 intercept 方法,intercept 用于拦截增强被代理类的方法。

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public interface MethodInterceptor
extends Callback{
    // 拦截被代理类中的方法
    public Object intercept(Object obj, java.lang.reflect.Method method, Object[] args,MethodProxy proxy) throws Throwable;
}
  1. obj : 被代理的对象(需要增强的对象)
  2. method : 被拦截的方法(需要增强的方法)
  3. args : 方法入参
  4. proxy : 用于调用原始方法

通过 Enhancer类来动态获取被代理类,当代理类调用方法的时候,实际调用的是 MethodInterceptor 中的 intercept 方法。

CGLIB动态代理类使用步骤

  1. 定义一个类(这里不用实现接口)
  2. 自定义 MethodInterceptor 并重写 intercept 方法,intercept 用于拦截增强被代理类的方法,和 JDK 动态代理中的 invoke 方法类似;
  3. 通过 Enhancer 类的 create()创建代理类;

代码示例

不同于 JDK 动态代理不需要额外的依赖。CGLIBopen in new window(Code Generation Library) 实际是属于一个开源项目,如果你要使用它的话,需要手动添加相关依赖。

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<dependency>
  <groupId>cglib</groupId>
  <artifactId>cglib</artifactId>
  <version>3.3.0</version>
</dependency>

1. 实现一个发送短信的类

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public class AliSmsService {
    public String send(String message) {
        System.out.println("send message:" + message);
        return message;
    }
}

2.自定义 MethodInterceptor(方法拦截器)

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import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 自定义MethodInterceptor
 */
public class DebugMethodInterceptor implements MethodInterceptor {


    /**
     * @param o           被代理的对象(需要增强的对象)
     * @param method      被拦截的方法(需要增强的方法)
     * @param args        方法入参
     * @param methodProxy 用于调用原始方法
     */
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        //调用方法之前,我们可以添加自己的操作
        System.out.println("before method " + method.getName());
        Object object = methodProxy.invokeSuper(o, args);
        //调用方法之后,我们同样可以添加自己的操作
        System.out.println("after method " + method.getName());
        return object;
    }
}

3.获取代理类

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import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;

public class CglibProxyFactory {

    public static Object getProxy(Class<?> clazz) {
        // 创建动态代理增强类
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        // 设置类加载器
        enhancer.setClassLoader(clazz.getClassLoader());
        // 设置被代理类
        enhancer.setSuperclass(clazz);
        // 设置方法拦截器
        enhancer.setCallback(new DebugMethodInterceptor());
        // 创建代理类
        return enhancer.create();
    }
}

注:上边设置 参数:类加载器、被代理类和 方法拦截器都和JDK动态代理中 Proxy.newProxyInstance方法传入参数差不多,后边的enhancer.create()就是实例化代理类。

4.实际使用

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// 注意:下边传入的  AliSmsService.class ,在getProxy方法中就是Class<?> clazz 表示被代理类的字节码文件对象
AliSmsService aliSmsService = (AliSmsService)CglibProxyFactory.getProxy(AliSmsService.class);
aliSmsService.send("java");

注意:

  • CGLIB动态代理创建对象中创建 代理类,调用getProxy方法,实则封装了enhancer.create()方法,这个方法设置的参数需要传入第二个参数:被代理类的字节码文件对象,不用传递被代理的对象(JDK动态代理处理方式)。可以看到MethodInterceptor接口中的intercept方法其实是通过 enhancer对象第二个参数字节码文件对象 来获取被代理类 对象Object o(参数一)、被拦截的方法Method method(参数二)、方法入参Object[] args(参数三)、调用原始方法MethodProxy methodProxy(参数四)。

JDK动态代理 和 CGLIB动态代理的对比

  1. JDK 动态代理只能代理实现了接口的类或者直接代理接口,而 CGLIB 可以代理未实现任何接口的类。
  2.  CGLIB 动态代理是通过生成一个被代理类的子类拦截被代理类的方法调用,因此不能代理声明为 final 类型的类和方法
  3. 效率来说:大部分情况都是 JDK 动态代理效率更高,随着 JDK 版本的升级,这个优势更加明显

静态代理和动态代理对比

  1. 灵活性
    • 动态代理更加灵活,不需要实现接口,可以直接代理实现类,并且可以不需要针对每个目标类都创建一个代理类。
    • 静态代理中,接口一旦新增加方法,目标对象和代理对象都要进行修改,繁琐
  2. JVM层面
    • 静态代理在编译时就将接口、实现类、代理类这些都变成了一个个实际的 class 文件
    • 动态代理是在运行时动态生成类字节码,并加载到 JVM 中的

附录

参考文献

版权信息

本文原载于kitebin.top,遵循CC BY-NC-SA 4.0协议,复制请保留原文出处。

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