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? 作者?|????沙漠駱駝

來源 |? urlify.cn/rIv26v

最近在學習MyBatis源碼，了解到MyBatis里之所以只需要開發(fā)者編寫Mapper接口即可執(zhí)行SQL，就是因為JDK的動態(tài)代理在背后默默為我們做了很多事情。但是我自己對動態(tài)代理還只是一知半解，于是手機整理資料學習，整理了這篇筆記。

說到動態(tài)代理，首先要講的就是設(shè)計模式中的代理模式，而對于代理，根據(jù)創(chuàng)建代理類的時間點，又可以分為靜態(tài)代理和動態(tài)代理。

1. 代理模式

代理模式（Proxy），為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。他的特征是代理類與委托類實現(xiàn)相同的接口，代理類主要負責為委托類預處理消息、過濾消息、把消息轉(zhuǎn)發(fā)給委托類以及事后處理消息等。代理類與委托類質(zhì)檢通常會存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，一個代理類的對象與一個委托類的對象關(guān)聯(lián)，代理類的對象本身并不真正實現(xiàn)服務(wù)，而是通過調(diào)用委托類的對象的相關(guān)方法，來提供特定的服務(wù)。簡單來說就是，我們訪問實際對象時，是通過代理對象來訪問的，代理模式就是在訪問實際對象時引入一定程度的間接性，因為這種間接性，使我們可以附加多種用途。

Tips：

委托類：指的是代理模式中的被代理對象
代理類：指的是生成的代表委托類的一個角色

Java代理模式實現(xiàn)方式，主要有以下五種方法

靜態(tài)代理，由開發(fā)者編輯代理類代碼，實現(xiàn)代理模式。在編譯器就生成了代理類。
基于JDK實現(xiàn)動態(tài)代理，通過JDK提供的工具方法Proxy.newProxyInstance()動態(tài)構(gòu)建全新的代理類字節(jié)碼文件并實例化對象返回，這個代理類繼承Proxy類，并持有InvocationHandler接口引用。JDK動態(tài)代理是由Java內(nèi)部的反射機制來實例化代理對象，并代理的調(diào)用委托類方法。
基于CGLib動態(tài)代理模式，原理是繼承被代理類生成字代理類，不用實現(xiàn)接口，只需要被代理類是非final類即可。CGLib動態(tài)代理底層是借助asm字節(jié)碼技術(shù)。
基于AspectJ實現(xiàn)動態(tài)代理。修改目標類的字節(jié)，織入代理的字節(jié)，在程序編譯的時候插入動態(tài)代理的字節(jié)碼，不會生成全新的Class文件。
基于instrumentation實現(xiàn)動態(tài)代理。修改目標類的字節(jié)碼、類加載的時候動態(tài)攔截去修改，基于javaagent實現(xiàn)-javaagent:spring-instrument-4.3.8.RELEASE.jar，類加載的時候插入動態(tài)代理的字節(jié)碼，不會生成全新的Class文件。

2. 靜態(tài)代理

靜態(tài)代理是代理類在編譯器就創(chuàng)建好了，不是編譯器生成的代理類，而是我們手動創(chuàng)建的類。在編譯時就已經(jīng)將接口、本代理類和代理類確定下來。軟件設(shè)計模式中所指的代理一般就是說的靜態(tài)代理。

Subject類，定義了RealSubject和Proxy的共用接口，這樣就在任何使用RealSubject的地方都可以使用Proxy。

public?interface?Subject?{

????/**
?????* doSomething()
?????*/
????void?doSomething();

}

RealSubject類，定義Proxy所代表的真實實體。

public?class?RealSubject?implements?Subject?{
????@Override
????public?void?doSomething()?{
????????// 委托類執(zhí)行操作
????????System.out.println("RealSubject.doSomething()");
????}
}

ProxySubject類，保存一個引用使得代理可以訪問實體，并提供一個與Subject的接口相同的接口，這樣代理就可以用來替代實體。

public?class?ProxySubject?implements?Subject?{

????private?RealSubject realSubject;

????/**
?????* 向代理類中注入委托類對象
?????*
?????* @param realSubject 委托類對象
?????*/
????public?ProxySubject(RealSubject realSubject){
????????this.realSubject = realSubject;
????}

????/**
?????* 代理類執(zhí)行操作
?????*/
????@Override
????public?void?doSomething() {
????????System.out.println("代理類調(diào)用委托類方法之前");
????????realSubject.doSomething();
????????System.out.println("代理類調(diào)用委托類方法之后");
????}
}

測試第一種方式，不使用代理類，直接使用簡單委托類執(zhí)行。

public?static?void?main(String[] args)?{
????????RealSubject realSubject = new?RealSubject();
????????
????????realSubject.doSomething();
????}

輸出：

RealSubject.doSomething()

測試第二種方式，使用代理類，執(zhí)行增強邏輯。

public?static?void?main(String[] args)?{
????????RealSubject realSubject = new?RealSubject();

????????ProxySubject proxySubject = new?ProxySubject(realSubject);
????????
????????proxySubject.doSomething();
????}

輸出：

代理類調(diào)用委托類方法之前
RealSubject.doSomething()
代理類調(diào)用委托類方法之后

我們在創(chuàng)建代理對象時，通過構(gòu)造器塞入一個目標對象，然后在代理對象的方法內(nèi)部調(diào)用目標對象同名方法，并在調(diào)用前后做增強邏輯。也就是說，代理對象 = 增強代碼 + 目標對象。有了代理對象后，就不用原對象了。

靜態(tài)代理的缺陷
開發(fā)者需要手動為目標類編寫對應(yīng)的代理類，而且要對類中的每個方法都編寫增強邏輯的代碼，如果當前系統(tǒng)中已經(jīng)存在成百上千個類，工作量太大了，且重復代碼過多。所以，有沒有什么方法能讓我們少寫或者不寫代理類，卻能完成代理功能？

3. 動態(tài)代理

靜態(tài)代理是代理類在代碼運行前已經(jīng)創(chuàng)建好，并生成class文件；動態(tài)代理類是代理類在程序運行時創(chuàng)建的代理模式。動態(tài)代理類的代理類并不是在Java代碼中定義的，而是在運行時根據(jù)我們在Java代碼中的“指示”動態(tài)生成的。相比于靜態(tài)代理，動態(tài)代理的優(yōu)勢在于可以很方便的對代理類的函數(shù)進行統(tǒng)一的處理，而不用修改每個代理類中的方法。

3.1 JDK動態(tài)代理

基于接口實現(xiàn)。Java的java.lang.reflect包下提供了Proxy類和一個 InvocationHandler 接口，這個類Proxy定義了生成JDK動態(tài)代理類的方法getProxyClass(ClassLoader loader,Class... interfaces)生成動態(tài)代理類,返回class實例代表一個class文件。可以保存該 class 文件查看jdk生成的代理類文件長什么樣。該生成的動態(tài)代理類繼承Proxy類，(重要特性) ，并實現(xiàn)公共接口。InvocationHandler這個接口，是被動態(tài)代理類回調(diào)的接口，我們所有需要增加的針對委托類的統(tǒng)一增強邏輯都增加到invoke()方法里面，在調(diào)用委托類接口方法之前或之后。

例子。任然使用上面靜態(tài)代理里的類，只不過這次我們不會再用到代理類ProxySubject，而是讓JDK去幫我們生成代理類。方法如下：

public?static?void?main(String[] args) {

????????// 實例化目標對象
????????Subject subject = new?RealSubject();

????????// 獲取代理對象
????????Subject proxyInstance = (Subject) Proxy.newProxyInstance(subject.getClass().getClassLoader(), subject.getClass().getInterfaces(),
????????????????new?InvocationHandler() {
????????????????????@Override
????????????????????public?Object?invoke(Object?proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
????????????????????????// 增強邏輯
????????????????????????System.out.println("動態(tài)代理調(diào)用委托類方法之前");
????????????????????????Object?invoke = method.invoke(subject, args);
????????????????????????System.out.println("動態(tài)代理調(diào)用委托類方法之后");
????????????????????????return?invoke;
????????????????????}
????????????????});

????????// 執(zhí)行目標方法
????????proxyInstance.doSomething();
????}

輸出：

動態(tài)代理調(diào)用委托類方法之前
RealSubject.doSomething()
動態(tài)代理調(diào)用委托類方法之后

Jdk為我們的生成了一個叫$Proxy0（這個名字后面的0是編號，有多個代理類會一次遞增）的代理類，這個類文件時默認不會保存在文件，放在內(nèi)存中的，我們在創(chuàng)建代理對象時，就是通過反射獲得這個類的構(gòu)造方法，然后創(chuàng)建代理對象實例。通過對這個生成的代理類源碼的查看，我們很容易能看出，動態(tài)代理實現(xiàn)的具體過程。

我們可以對 InvocationHandler看做一個中介類，中介類持有一個被代理對象，被Proxy類回調(diào)。在invoke方法中調(diào)用了被代理對象的相應(yīng)方法。通過聚合方式持有被代理對象的引用，把客戶端對invoke的調(diào)用最終都轉(zhuǎn)為對被代理對象的調(diào)用。

客戶端代碼通過代理類引用調(diào)用接口方法時，通過代理類關(guān)聯(lián)的中介類對象引用來調(diào)用中介類對象的invoke方法，從而達到代理執(zhí)行被代理對象的方法。也就是說，動態(tài)代理Proxy類提供了模板實現(xiàn)，對外提供擴展點，外部通過實現(xiàn)InvocationHandler接口將被代理類納入JDK代理類Proxy。

JDK動態(tài)代理特點總結(jié)

生成的代理類：$Proxy0 extends Proxy implements Subject，我們看到代理類繼承了Proxy類，Java的繼承機制決定了JDK動態(tài)代理類們無法實現(xiàn)對類的動態(tài)代理。所以也就決定了JDK動態(tài)代理只能對接口進行代理。
每個生成的動態(tài)代理實例都會關(guān)聯(lián)一個調(diào)用處理器對象，可以通過 Proxy 提供的靜態(tài)方法 getInvocationHandler去獲得代理類實例的調(diào)用處理器對象。在代理類實例上調(diào)用其代理的接口中所聲明的方法時，這些方法最終都會由調(diào)用處理器的 invoke 方法執(zhí)行。
代理類的根類 java.lang.Object 中有三個方法也同樣會被分派到調(diào)用處理器的 invoke 方法執(zhí)行，它們是 hashCode，equals 和 toString，可能的原因有：一是因為這些方法為 public 且非 final 類型，能夠被代理類覆蓋；二是因為這些方法往往呈現(xiàn)出一個類的某種特征屬性，具有一定的區(qū)分度，所以為了保證代理類與委托類對外的一致性，這三個方法也應(yīng)該被調(diào)用處理器分派到委托類執(zhí)行。

JDK動態(tài)代理的不足

JDK動態(tài)代理的代理類字節(jié)碼在創(chuàng)建時，需要實現(xiàn)業(yè)務(wù)實現(xiàn)類所實現(xiàn)的接口作為參數(shù)。如果業(yè)務(wù)實現(xiàn)類是沒有實現(xiàn)接口而是直接定義業(yè)務(wù)方法的話，就無法使用JDK動態(tài)代理了。(JDK動態(tài)代理重要特點是代理接口)并且，如果業(yè)務(wù)實現(xiàn)類中新增了接口中沒有的方法，這些方法是無法被代理的（因為無法被調(diào)用）。動態(tài)代理只能對接口產(chǎn)生代理，不能對類產(chǎn)生代理。

3.2 CGLib動態(tài)代理

基于繼承。CGlib是針對類來實現(xiàn)代理的，他的原理是對代理的目標類生成一個子類，并覆蓋其中方法實現(xiàn)增強，因為底層是基于創(chuàng)建被代理類的一個子類，所以它避免了JDK動態(tài)代理類的缺陷。但因為采用的是繼承，所以不能對final修飾的類進行代理。final修飾的類不可繼承。

例子。

public?class?CGlibSubject implements?MethodInterceptor {

????private?Object?target;

????public?Object?getInstance(Object?target) {
????????this.target = target;
????????Enhancer enhancer = new?Enhancer();
????????enhancer.setSuperclass(target.getClass());
????????// 設(shè)置回調(diào)方法
????????enhancer.setCallback(this);
????????// 創(chuàng)建代理對象
????????return?enhancer.create();
????}

????@Override
????public?Object?intercept(Object?o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
????????System.out.println("CGlib動態(tài)代理調(diào)用委托類方法之前");
????????Object?result = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
????????System.out.println("CGlib動態(tài)代理調(diào)用委托類方法之后");
????????return?result;
????}
}

測試：

public?static?void?main?(String[] args)?{
????????CGlibSubject cglibSubject = new?CGlibSubject();
????????RealSubject instance = (RealSubject) cglibSubject.getInstance(new?RealSubject());
????????instance.doSomething();
????}

輸出：

CGlib動態(tài)代理調(diào)用委托類方法之前
RealSubject.doSomething()
CGlib動態(tài)代理調(diào)用委托類方法之后

CGlib動態(tài)代理特點總結(jié)

CGlib可以傳入接口也可以傳入普通的類，接口使用實現(xiàn)的方式,普通類使用會使用繼承的方式生成代理類；
由于是繼承方式,如果是static方法,private方法,final方法等描述的方法是不能被代理的；
做了方法訪問優(yōu)化，使用建立方法索引的方式避免了傳統(tǒng)JDK動態(tài)代理需要通過Method方法反射調(diào)用；
提供callback 和filter設(shè)計，可以靈活地給不同的方法綁定不同的callback。編碼更方便靈活；
CGLIB會默認代理Object中equals,toString,hashCode,clone等方法。比JDK代理多了clone。

4. 總結(jié)

靜態(tài)代理是通過在代碼中顯式編碼定義一個業(yè)務(wù)實現(xiàn)類的代理類，在代理類中對同名的業(yè)務(wù)方法進行包裝，用戶通過代理類調(diào)用委托類的業(yè)務(wù)方法；
JDK動態(tài)代理是通過接口中的方法名，在動態(tài)生成的代理類中調(diào)用業(yè)務(wù)實現(xiàn)類的同名方法；
CGlib動態(tài)代理是通過繼承業(yè)務(wù)類，生成的動態(tài)代理類是業(yè)務(wù)類的子類，通過重寫業(yè)務(wù)方法進行代理；
靜態(tài)代理在編譯時產(chǎn)生class字節(jié)碼文件，可以直接使用，效率高。動態(tài)代理必須實現(xiàn)InvocationHandler接口，通過invoke調(diào)用被委托類接口方法是通過反射方式，比較消耗系統(tǒng)性能，但可以減少代理類的數(shù)量，使用更靈活。cglib代理無需實現(xiàn)接口，通過生成類字節(jié)碼實現(xiàn)代理，比反射稍快，不存在性能問題，但cglib會繼承目標對象，需要重寫方法，所以目標對象不能為final類。

參考文章：

太好了！總算有人把動態(tài)代理、CGlib、AOP都說清楚了！
Java 動態(tài)代理作用是什么？

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Java中的靜態(tài)代理和動態(tài)代理