Java 動態代理與CGLIB詳細介紹

靜態代理模式

因為需要對一些函數進行二次處理，或是某些函數不讓外界知道時，可以使用代理模式，通過訪問第三方，間接訪問原函數的方式，達到以上目的。

interface Hosee{
  String sayhi();
}

class Hoseeimpl implements Hosee{

  @Override
  public String sayhi()
  {
    return "Welcome oschina hosee's blog";
  }

}

class HoseeProxy implements Hosee{

  Hosee h;

  public HoseeProxy(Hosee h)
  {
    this.h = h;
  }

  @Override
  public String sayhi()
  {
    System.out.println("I'm proxy!");
    return h.sayhi();
  }

}


public class StaticProxy
{

  public static void main(String[] args)
  {
    Hoseeimpl h = new Hoseeimpl();
    HoseeProxy hp = new HoseeProxy(h);
    System.out.println(hp.sayhi());
  }

}

1.1 靜態代理的弊端

如果要想為多個類進行代理，則需要建立多個代理類，維護難度加大。

仔細想想，為什麼靜態代理會有這些問題，是因為代理在編譯期就已經決定，如果代理哪個發生在運行期，這些問題解決起來就比較簡單，所以動態代理的存在就很有必要了。

2.動態代理

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

interface HoseeDynamic
{
  String sayhi();
}

class HoseeDynamicimpl implements HoseeDynamic
{
  @Override
  public String sayhi()
  {
    return "Welcome oschina hosee's blog";
  }
}

class MyProxy implements InvocationHandler
{
  Object obj;
  public Object bind(Object obj)
  {
    this.obj = obj;
    return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj
        .getClass().getInterfaces(), this);
  }
  @Override
  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
      throws Throwable
  {
    System.out.println("I'm proxy!");
    Object res = method.invoke(obj, args);
    return res;
  }
}

public class DynamicProxy
{
  public static void main(String[] args)
  {
    MyProxy myproxy = new MyProxy();
    HoseeDynamicimpl dynamicimpl = new HoseeDynamicimpl();
    HoseeDynamic proxy = (HoseeDynamic)myproxy.bind(dynamicimpl);
    System.out.println(proxy.sayhi());
  }
}

類比靜態代理，可以發現，代理類不需要實現原接口了，而是實現InvocationHandler。通過

Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj
        .getClass().getInterfaces(), this);

來動態生成一個代理類，該類的類加載器與被代理類相同，實現的接口與被代理類相同。

通過上述方法生成的代理類相當於靜態代理中的代理類。

這樣就實現了在運行期才決定代理對象是怎麼樣的，解決了靜態代理的弊端。

當動態生成的代理類調用方法時，會觸發invoke方法，在invoke方法中可以對被代理類的方法進行增強。

通過動態代理可以很明顯的看到它的好處，在使用靜態代理時，如果不同接口的某些類想使用代理模式來實現相同的功能，將要實現多個代理類，但在動態代理中，只需要一個代理類就好了。

除了省去了編寫代理類的工作量，動態代理實現了可以在原始類和接口還未知的時候，就確定代理類的代理行為，當代理類與原始類脫離直接聯系後，就可以很靈活地重用於不同的應用場景中。

2.1 動態代理的弊端

代理類和委托類需要都實現同一個接口。也就是說只有實現了某個接口的類可以使用Java動態代理機制。但是，事實上使用中並不是遇到的所有類都會給你實現一個接口。因此，對於沒有實現接口的類，就不能使用該機制。

而CGLIB則可以實現對類的動態代理

2.2 回調函數原理

上文說了，當動態生成的代理類調用方法時，會觸發invoke方法。

很顯然invoke方法並不是顯示調用的，它是一個回調函數，那麼回調函數是怎麼被調用的呢？

上述動態代理的代碼中，唯一不清晰的地方只有

Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj
        .getClass().getInterfaces(), this);

跟蹤這個方法的源碼，可以看到程序進行了驗證、優化、緩存、同步、生成字節碼、顯示類加載等操作，前面的步驟並不是我們關注的重點，而最後它調用了

byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
        proxyName, interfaces);

該方法用來完成生成字節碼的動作，這個方法可以在運行時產生一個描述代理類的字節碼byte[]數組。

在main函數中加入

System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");

加入這句代碼後再次運行程序，磁盤中將會產生一個名為”$Proxy().class”的代理類Class文件，反編譯（反編譯工具我使用的是 JD-GUI ）後可以看見如下代碼：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;

public final class $Proxy0 extends Proxy
 implements HoseeDynamic
{
 private static Method m1;
 private static Method m3;
 private static Method m0;
 private static Method m2;

 public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)
  throws 
 {
  super(paramInvocationHandler);
 }

 public final boolean equals(Object paramObject)
  throws 
 {
  try
  {
   return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
  }
  catch (Error|RuntimeException localError)
  {
   throw localError;
  }
  catch (Throwable localThrowable)
  {
   throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
  }
 }

 public final String sayhi()
  throws 
 {
  try
  {
   return (String)this.h.invoke(this, m3, null);
  }
  catch (Error|RuntimeException localError)
  {
   throw localError;
  }
  catch (Throwable localThrowable)
  {
   throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
  }
 }

 public final int hashCode()
  throws 
 {
  try
  {
   return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
  }
  catch (Error|RuntimeException localError)
  {
   throw localError;
  }
  catch (Throwable localThrowable)
  {
   throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
  }
 }

 public final String toString()
  throws 
 {
  try
  {
   return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
  }
  catch (Error|RuntimeException localError)
  {
   throw localError;
  }
  catch (Throwable localThrowable)
  {
   throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
  }
 }

 static
 {
  try
  {
   m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
   m3 = Class.forName("HoseeDynamic").getMethod("sayhi", new Class[0]);
   m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
   m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
   return;
  }
  catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
  {
   throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
  }
  catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
  {
   throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
  }
 }
}

動態代理類不僅代理了顯示定義的接口中的方法，而且還代理了java的根類Object中的繼承而來的equals()、hashcode()、toString()這三個方法，並且僅此三個方法。

可以在上述代碼中看到，無論調用哪個方法，都會調用到InvocationHandler的invoke方法，只是參數不同。

2.3 動態代理與靜態代理的區別

Proxy類的代碼被固定下來，不會因為業務的逐漸龐大而龐大；

可以實現AOP編程，這是靜態代理無法實現的；

解耦，如果用在web業務下，可以實現數據層和業務層的分離。

動態代理的優勢就是實現無侵入式的代碼擴展。 靜態代理這個模式本身有個大問題，如果類方法數量越來越多的時候，代理類的代碼量是十分龐大的。所以引入動態代理來解決此類問題

3. CGLIB

cglib是針對類來實現代理的，他的原理是對指定的目標類生成一個子類，並覆蓋其中方法實現增強，但因為采用的是繼承，所以不能對final修飾的類進行代理。

import java.lang.reflect.Method;

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

class CGlibHosee
{
  public String sayhi()
  {
    return "Welcome oschina hosee's blog";
  }
}

class CGlibHoseeProxy
{
  Object obj;

  public Object bind(final Object target)
  {
    this.obj = target;
    Enhancer enhancer = new Enhancer();
    enhancer.setSuperclass(obj.getClass());
    enhancer.setCallback(new MethodInterceptor()
    {
      @Override
      public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
          MethodProxy proxy) throws Throwable
      {
        System.out.println("I'm proxy!");
        Object res = method.invoke(target, args);
        return res;
      }
    });
    return enhancer.create();
  }

}

public class CGlibProxy
{
  public static void main(String[] args)
  {
    CGlibHosee cGlibHosee = new CGlibHosee();
    CGlibHoseeProxy cGlibHoseeProxy = new CGlibHoseeProxy();
    CGlibHosee proxy = (CGlibHosee) cGlibHoseeProxy.bind(cGlibHosee);
    System.out.println(proxy.sayhi());
  }
}

cglib需要指定父類和回調方法。當然cglib也可以與Java動態代理一樣面向接口，因為本質是繼承。

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