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Java Proxy 和 CGLIB 动态代理原理(一)
2018-01-11 06:06:48 】 浏览:33
Tags:Java Proxy CGLIB 动态 代理 原理

动态代理在Java中有着广泛的应用,比如Spring AOP,Hibernate数据查询、测试框架的后端mock、RPC,Java注解对象获取等。静态代理的代理关系在编译时就确定了,而动态代理的代理关系是在编译期确定的。静态代理实现简单,适合于代理类较少且确定的情况,而动态代理则给我们提供了更大的灵活性。今天我们来探讨Java中两种常见的动态代理方式:JDK原生动态代理和CGLIB动态代理

JDK原生动态代理

先从直观的示例说起,假设我们有一个接口Hello和一个简单实现HelloImp

// 接口
interface Hello{
    String sayHello(String str);
}
// 实现
class HelloImp implements Hello{
    @Override
    public String sayHello(String str) {
        return "HelloImp: " + str;
    }
}

这是Java种再常见不过的场景,使用接口制定协议,然后用不同的实现来实现具体行为。假设你已经拿到上述类库,如果我们想通过日志记录对sayHello()的调用,使用静态代理可以这样做:

// 静态代理方式
class StaticProxiedHello implements Hello{
    ...
    private Hello hello = new HelloImp();
    @Override
    public String sayHello(String str) {
        logger.info("You said: " + str);
        return hello.sayHello(str);
    }
}

上例中静态代理类StaticProxiedHello作为HelloImp的代理,实现了相同的Hello接口。用Java动态代理可以这样做:

  1. 首先实现一个InvocationHandler,方法调用会被转发到该类的invoke()方法。
  2. 然后在需要使用Hello的时候,通过JDK动态代理获取Hello的代理对象。
// Java Proxy
// 1. 首先实现一个InvocationHandler,方法调用会被转发到该类的invoke()方法。
class LogInvocationHandler implements InvocationHandler{
    ...
    private Hello hello;
    public LogInvocationHandler(Hello hello) {
        this.hello = hello;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        if("sayHello".equals(method.getName())) {
            logger.info("You said: " + Arrays.toString(args));
        }
        return method.invoke(hello, args);
    }
}
// 2. 然后在需要使用Hello的时候,通过JDK动态代理获取Hello的代理对象。
Hello hello = (Hello)Proxy.newProxyInstance(
    getClass().getClassLoader(), // 1. 类加载器
    new Class<?>[] {Hello.class}, // 2. 代理需要实现的接口,可以有多个
    new LogInvocationHandler(new HelloImp()));// 3. 方法调用的实际处理者
System.out.println(hello.sayHello("I love you!"));

运行上述代码输出结果:

日志信息: You said: [I love you!]
HelloImp: I love you!

上述代码的关键是Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler handler)方法,该方法会根据指定的参数动态创建代理对象。三个参数的意义如下:

  1. loader,指定代理对象的类加载器;
  2. interfaces,代理对象需要实现的接口,可以同时指定多个接口;
  3. handler,方法调用的实际处理者,代理对象的方法调用都会转发到这里(*注意1)。

newProxyInstance()会返回一个实现了指定接口的代理对象,对该对象的所有方法调用都会转发给InvocationHandler.invoke()方法。理解上述代码需要对Java反射机制有一定了解。动态代理神奇的地方就是:

  1. 代理对象是在程序运行时产生的,而不是编译期;
  2. 对代理对象的所有接口方法调用都会转发到InvocationHandler.invoke()方法,在invoke()方法里我们可以加入任何逻辑,比如修改方法参数,加入日志功能、安全检查功能等;之后我们通过某种方式执行真正的方法体,示例中通过反射调用了Hello对象的相应方法,还可以通过RPC调用远程方法。

注意1:对于从Object中继承的方法,JDK Proxy会把hashCode()equals()toString()这三个非接口方法转发给InvocationHandler,其余的Object方法则不会转发。详见JDK Proxy官方文档

如果对JDK代理后的对象类型进行深挖,可以看到如下信息:

# Hello代理对象的类型信息
class=class jdkproxy.$Proxy0
superClass=class java.lang.reflect.Proxy
interfaces: 
interface jdkproxy.Hello
invocationHandler=jdkproxy.LogInvocationHandler@a09ee92

代理对象的类型是jdkproxy.$Proxy0,这是个动态生成的类型,类名是形如$ProxyN的形式;父类是java.lang.reflect.Proxy,所有的JDK动态代理都会继承这个类;同时实现了Hello接口,也就是我们接口列表中指定的那些接口。

如果你还对jdkproxy.$Proxy0具体实现感兴趣,它大致长这个样子:

// JDK代理类具体实现
public final class $Proxy0 extends Proxy implements Hello
{
  ...
  public $Proxy0(InvocationHandler invocationhandler)
  {
    super(invocationhandler);
  }
  ...
  @Override
  public final String sayHello(String str){
    ...
    return super.h.invoke(this, m3, new Object[] {str});
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