本文是基于
jdk1.8
&CGLIB 3.1
来对Java代理模式的底层机制进行简浅探究
Java中代理的实现一般分为三种:
- JDK静态代理
- JDK动态代理
- CGLIB动态代理
在Spring的AOP实现中,主要应用了JDK动态代理以及CGLIB动态代理。
JDK静态代理
创建一个接口,然后创建被代理的类实现该接口并且实现该接口中的抽象方法。之后再创建一个代理类,同时使其也实现这个接口。在代理类中持有一个被代理对象的引用,而后在代理类方法中调用该对象的方法。
其实就是代理类为被代理类预处理消息、过滤消息并在此之后将消息转发给被代理类,之后还能进行消息的后置处理。
代理类和被代理类通常会存在关联关系(即上面提到的持有的被带离对象的引用),代理类本身不实现服务,而是通过调用被代理类中的方法来提供服务。
优点:通过直接编码创建,很容易就完成了对一个类的代理操作
缺点:由于代理只能为一个类服务,如果需要代理的类很多,那么就需要编写大量的代理类,比较繁琐。
JDK动态代理
JDK动态代理其实也是基本接口实现的。因为通过接口指向实现类实例的多态方式,可以有效地将具体实现与调用解耦,便于后期的修改和维护。
动态代理中,核心是InvocationHandler。每一个代理的实例都会有一个关联的调用处理程序(InvocationHandler)。对待代理实例进行调用时,将对方法的调用进行编码并指派到它的调用处理器(InvocationHandler)的invoke方法。所以对代理对象实例方法的调用都是通过InvocationHandler中的invoke方法来完成的,而invoke方法会根据传入的代理对象、方法名称以及参数决定调用代理的哪个方法。
优点:利用反射机制在运行时创建代理类,我们不需要知道要针对哪个接口、哪个被代理类创建代理类,因为它是在运行时被创建的。
缺点:被代理类必须实现接口,有很强的局限性
CGLIB动态代理
在Spring AOP中,通常会用它来生成AopProxy对象。不仅如此,在Hibernate中PO(Persistant Object 持久化对象)字节码的生成工作也要靠它来完成。
JDK代理要求被代理的类必须实现接口,有很强的局限性。而CGLIB动态代理则没有此类强制性要求。简单的说,CGLIB会让生成的代理类继承被代理类,并在代理类中对代理方法进行强化处理.
生成代理类对象
代理类对象是由Enhancer类创建的。Enhancer是CGLIB的字节码增强器,可以很方便的对类进行拓展。但Enhancer不能够拦截final方法,例如Object.getClass()方法,这是由于Java final方法语义决定的。基于同样的道理,Enhancer也不能对fianl类进行代理操作。这也是Hibernate为什么不能持久化final class的原因。
创建代理对象的几个步骤:
- 生成代理类的二进制字节码文件
- 加载二进制字节码,生成Class对象( 例如使用
Class.forName()
方法 - 通过反射机制获得实例构造,并创建代理类对象
- 执行enhancer.create()动态生成一个代理类,并从Object强制转型成父类型
对委托类进行代理
在intercept方法中,我们除了会调用委托方法,还会进行一些增强操作。在Spring AOP中,典型的应用场景就是在某些敏感方法执行前后进行操作日志记录。
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] params, MethodProxy proxy) throws Throwable {}
* 重写方法拦截在方法前和方法后加入业务
* Object obj为目标对象
* Method method为目标方法
* Object[] params 为参数,
* MethodProxy proxy CGlib方法代理对象
而invokeSuper()源码:
在CGLIB中,方法的调用并不是通过反射来完成的,而是直接对方法进行调用:FastClass对Class对象进行特别的处理,比如将会用数组保存method的引用,每次调用方法的时候都是通过一个index下标来保持对方法的引用。
小结
代理方式 | 实现 | 优点 | 缺点 | 特点 |
---|---|---|---|---|
JDK静态代理 | 代理类与委托类实现同一接口,并且在代理类中需要硬编码接口 | 实现简单,容易理解 | 代理类需要硬编码接口,在实际应用中可能会导致重复编码,浪费存储空间并且效率很低 | 基础 |
JDK动态代理 | 代理类与委托类实现同一接口,主要是通过代理类实现InvocationHandler并重写invoke方法来进行动态代理的,在invoke方法中将对方法进行增强处理 | 不需要硬编码接口,代码复用率高 | 只能够代理实现了接口的委托类 | 底层使用反射机制进行方法的调用 |
CGLIB动态代理 | 代理类将委托类作为自己的父类并为其中的非final委托方法创建两个方法:与委托方法签名相同的方法,通过super调用委托方法;代理类独有的方法。在代理方法中,它会判断是否存在实现了MethodInterceptor接口的对象,若存在则将调用intercept方法对委托方法进行代理 | 可以在运行时对类或者是接口进行增强操作,且委托类无需实现接口 | 不能对final类以及final方法进行代理 | 底层将方法全部存入一个数组中,通过数组索引直接进行方法调用 |