Java兩種動態(tài)代理JDK動態(tài)代理和CGLIB動態(tài)代理詳解

更新時間：2023年11月28日 10:08:23 作者：ZhaoJuFei

這篇文章主要介紹了Java兩種動態(tài)代理JDK動態(tài)代理和CGLIB動態(tài)代理詳解,代理模式是23種設計模式的一種,他是指一個對象A通過持有另一個對象B,可以具有B同樣的行為的模式,為了對外開放協(xié)議,B往往實現(xiàn)了一個接口,A也會去實現(xiàn)接口,需要的朋友可以參考下

代理模式

代理模式是23種設計模式的一種，他是指一個對象A通過持有另一個對象B，可以具有B同樣的行為的模式。為了對外開放協(xié)議，B往往實現(xiàn)了一個接口，A也會去實現(xiàn)接口。但是B是“真正”實現(xiàn)類，A則比較“虛”，他借用了B的方法去實現(xiàn)接口的方法。A雖然是“偽軍”，但它可以增強B，在調(diào)用B的方法前后都做些其他的事情。Spring AOP就是使用了動態(tài)代理完成了代碼的動態(tài)“織入”。

使用代理好處還不止這些，一個工程如果依賴另一個工程給的接口，但是另一個工程的接口不穩(wěn)定，經(jīng)常變更協(xié)議，就可以使用一個代理，接口變更時，只需要修改代理，不需要一一修改業(yè)務代碼。從這個意義上說，所有調(diào)外界的接口，我們都可以這么做，不讓外界的代碼對我們的代碼有侵入，這叫防御式編程。代理其他的應用可能還有很多。

上述例子中，類A寫死持有B，就是B的靜態(tài)代理。如果A代理的對象是不確定的，就是動態(tài)代理。動態(tài)代理目前有兩種常見的實現(xiàn)，jdk動態(tài)代理和cglib動態(tài)代理。

JDK動態(tài)代理

jdk動態(tài)代理是jre提供給我們的類庫，可以直接使用，不依賴第三方。先看下jdk動態(tài)代理的使用代碼，再理解原理。

首先有個“明星”接口類，有唱、跳兩個功能：

package proxy;
 
public interface Star
{
    String sing(String name);
    
    String dance(String name);
}

再有個明星實現(xiàn)類“劉德華”：

package proxy;
 
public class LiuDeHua implements Star
{   
    @Override
    public String sing(String name)
    {
         System.out.println("給我一杯忘情水");
 
        return "唱完" ;
    }
    
    @Override
    public String dance(String name)
    {
        System.out.println("開心的馬騮");
 
        return "跳完" ;
    }
}

明星演出前需要有人收錢，由于要準備演出，自己不做這個工作，一般交給一個經(jīng)紀人。便于理解，它的名字以Proxy結(jié)尾，但他不是代理類，原因是它沒有實現(xiàn)我們的明星接口，無法對外服務，它僅僅是一個wrapper。

package proxy;
 
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
 
public class StarProxy implements InvocationHandler
{
    // 目標類，也就是被代理對象
    private Object target;
    
    public void setTarget(Object target)
    {
        this.target = target;
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable
    {
        // 這里可以做增強
        System.out.println("收錢");
        
        Object result = method.invoke(target, args);
        
        return result;
    }
    
    // 生成代理類
    public Object CreatProxyedObj()
    {
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);
    }  
   
}

上述例子中，方法CreatProxyedObj返回的對象才是我們的代理類，它需要三個參數(shù)，前兩個參數(shù)的意思是在同一個classloader下通過接口創(chuàng)建出一個對象，該對象需要一個屬性，也就是第三個參數(shù)，它是一個InvocationHandler。需要注意的是這個CreatProxyedObj方法不一定非得在我們的StarProxy類中，往往放在一個工廠類中。上述代理的代碼使用過程一般如下：

1、new一個目標對象

2、new一個InvocationHandler，將目標對象set進去

3、通過CreatProxyedObj創(chuàng)建代理對象，強轉(zhuǎn)為目標對象的接口類型即可使用，實際上生成的代理對象實現(xiàn)了目標接口。

        Star ldh = new LiuDeHua();
 
        StarProxy proxy = new StarProxy();
 
        proxy.setTarget(ldh); 
  
        Object obj = proxy.CreatProxyedObj();
        
        Star star = (Star)obj;

Proxy（jdk類庫提供）根據(jù)B的接口生成一個實現(xiàn)類，我們成為C，它就是動態(tài)代理類（該類型是 $Proxy+數(shù)字的“新的類型”）。生成過程是：由于拿到了接口，便可以獲知接口的所有信息（主要是方法的定義），也就能聲明一個新的類型去實現(xiàn)該接口的所有方法，這些方法顯然都是“虛”的，它調(diào)用另一個對象的方法。當然這個被調(diào)用的對象不能是對象B，如果是對象B，我們就沒法增強了，等于饒了一圈又回來了。

所以它調(diào)用的是B的包裝類，這個包裝類需要我們來實現(xiàn)，但是jdk給出了約束，它必須實現(xiàn)InvocationHandler，上述例子中就是StarProxy，這個接口里面有個方法，它是所有Target的所有方法的調(diào)用入口（invoke），調(diào)用之前我們可以加自己的代碼增強。

看下我們的實現(xiàn)，我們在InvocationHandler里調(diào)用了對象B（target）的方法，調(diào)用之前增強了B的方法。

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable
    {
        // 這里增強
        System.out.println("收錢");
        
        Object result = method.invoke(target, args);
        
        return result;
    }

所以可以這么認為C代理了InvocationHandler，InvocationHandler代理了我們的類B，兩級代理。

整個JDK動態(tài)代理的秘密也就這些，簡單一句話，動態(tài)代理就是要生成一個包裝類對象，由于代理的對象是動態(tài)的，所以叫動態(tài)代理。由于我們需要增強，這個增強是需要留給開發(fā)人員開發(fā)代碼的，因此代理類不能直接包含被代理對象，而是一個InvocationHandler，該InvocationHandler包含被代理對象，并負責分發(fā)請求給被代理對象，分發(fā)前后均可以做增強。從原理可以看出，JDK動態(tài)代理是“對象”的代理。

下面看下動態(tài)代理類到底如何調(diào)用的InvocationHandler的，為什么InvocationHandler的一個invoke方法能為分發(fā)target的所有方法。C中的部分代碼示例如下，通過反編譯生成后的代碼查看，摘自鏈接地址。Proxy創(chuàng)造的C是自己（Proxy）的子類，且實現(xiàn)了B的接口，一般都是這么修飾的：

public final class XXX extends Proxy implements XXX

一個方法代碼如下：

 
  public final String SayHello(String paramString)
  {
    try
    {
      return (String)this.h.invoke(this, m4, new Object[] { paramString });
    }
    catch (Error|RuntimeException localError)
    {
      throw localError;
    }
    catch (Throwable localThrowable)
    {
      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
    }

可以看到，C中的方法全部通過調(diào)用h實現(xiàn)，其中h就是InvocationHandler，是我們在生成C時傳遞的第三個參數(shù)。這里還有個關(guān)鍵就是SayHello方法（業(yè)務方法）跟調(diào)用invoke方法時傳遞的參數(shù)m4一定要是一一對應的，但是這些對我們來說都是透明的，由Proxy在newProxyInstance時保證的。留心看到C在invoke時把自己this傳遞了過去，InvocationHandler的invoke的第一個方法也就是我們的動態(tài)代理實例類，業(yè)務上有需要就可以使用它。（所以千萬不要在invoke方法里把請求分發(fā)給第一個參數(shù)，否則很明顯就死循環(huán)了）

C類中有B中所有方法的成員變量

  private static Method m1;
  private static Method m3;
  private static Method m4;
  private static Method m2;
  private static Method m0;

這些變量在static靜態(tài)代碼塊初始化，這些變量是在調(diào)用invocationhander時必要的入?yún)?，也讓我們依稀看到Proxy在生成C時留下的痕跡。

static
  {
    try
    {
      m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
      m3 = Class.forName("jiankunking.Subject").getMethod("SayGoodBye", new Class[0]);
      m4 = Class.forName("jiankunking.Subject").getMethod("SayHello", new Class[] { Class.forName("java.lang.String") });
      m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
      m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
      return;
    }
    catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
    {
      throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
    }
    catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
    {
      throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
    }
  }

從以上分析來看，要想徹底理解一個東西，再多的理論不如看源碼，底層的原理非常重要。

jdk動態(tài)代理類圖如下

cglib動態(tài)代理

我們了解到，“代理”的目的是構(gòu)造一個和被代理的對象有同樣行為的對象，一個對象的行為是在類中定義的，對象只是類的實例。所以構(gòu)造代理，不一定非得通過持有、包裝對象這一種方式。

通過“繼承”可以繼承父類所有的公開方法，然后可以重寫這些方法，在重寫時對這些方法增強，這就是cglib的思想。根據(jù)里氏代換原則（LSP），父類需要出現(xiàn)的地方，子類可以出現(xiàn)，所以cglib實現(xiàn)的代理也是可以被正常使用的。

先看下代碼

package proxy;
 
import java.lang.reflect.Method;
 
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
 
public class CglibProxy implements MethodInterceptor
{
    // 根據(jù)一個類型產(chǎn)生代理類，此方法不要求一定放在MethodInterceptor中
    public Object CreatProxyedObj(Class<?> clazz)
    {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        
        enhancer.setSuperclass(clazz);
        
        enhancer.setCallback(this);
        
        return enhancer.create();
    }
    
    @Override
    public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, MethodProxy arg3) throws Throwable
    {
        // 這里增強
        System.out.println("收錢");
        
        return arg3.invokeSuper(arg0, arg2);
    } 
}

從代碼可以看出，它和jdk動態(tài)代理有所不同，對外表現(xiàn)上看CreatProxyedObj，它只需要一個類型clazz就可以產(chǎn)生一個代理對象，所以說是“類的代理”，且創(chuàng)造的對象通過打印類型發(fā)現(xiàn)也是一個新的類型。不同于jdk動態(tài)代理，jdk動態(tài)代理要求對象必須實現(xiàn)接口（三個參數(shù)的第二個參數(shù)），cglib對此沒有要求。

cglib的原理是這樣，它生成一個繼承B的類型C（代理類），這個代理類持有一個MethodInterceptor，我們setCallback時傳入的。 C重寫所有B中的方法（方法名一致），然后在C中，構(gòu)建名叫“CGLIB”+“$父類方法名$”的方法（下面叫cglib方法，所有非private的方法都會被構(gòu)建），方法體里只有一句話super.方法名()，可以簡單的認為保持了對父類方法的一個引用，方便調(diào)用。

這樣的話，C中就有了重寫方法、cglib方法、父類方法（不可見），還有一個統(tǒng)一的攔截方法（增強方法intercept）。其中重寫方法和cglib方法肯定是有映射關(guān)系的。

C的重寫方法是外界調(diào)用的入口（LSP原則），它調(diào)用MethodInterceptor的intercept方法，調(diào)用時會傳遞四個參數(shù)，第一個參數(shù)傳遞的是this，代表代理類本身，第二個參數(shù)標示攔截的方法，第三個參數(shù)是入?yún)ⅲ谒膫€參數(shù)是cglib方法，intercept方法完成增強后，我們調(diào)用cglib方法間接調(diào)用父類方法完成整個方法鏈的調(diào)用。

這里有個疑問就是intercept的四個參數(shù)，為什么我們使用的是arg3而不是arg1?

    @Override
    public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2, MethodProxy arg3) throws Throwable
    {
        System.out.println("收錢");
        
        return arg3.invokeSuper(arg0, arg2);
    }

因為如果我們通過反射 arg1.invoke(arg0, ...)這種方式是無法調(diào)用到父類的方法的，子類有方法重寫，隱藏了父類的方法，父類的方法已經(jīng)不可見，如果硬調(diào)arg1.invoke(arg0, ...)很明顯會死循環(huán)。

所以調(diào)用的是cglib開頭的方法，但是，我們使用arg3也不是簡單的invoke，而是用的invokeSuper方法，這是因為cglib采用了fastclass機制，不僅巧妙的避開了調(diào)不到父類方法的問題，還加速了方法的調(diào)用。

fastclass基本原理是，給每個方法編號，通過編號找到方法執(zhí)行避免了通過反射調(diào)用。

對比JDK動態(tài)代理，cglib依然需要一個第三者分發(fā)請求，只不過jdk動態(tài)代理分發(fā)給了目標對象，cglib最終分發(fā)給了自己，通過給method編號完成調(diào)用。cglib是繼承的極致發(fā)揮，本身還是很簡單的，只是fastclass需要另行理解。

測試

   public static void main(String[] args)
    {
        int times = 1000000;
        
        Star ldh = new LiuDeHua();
        StarProxy proxy = new StarProxy();
        proxy.setTarget(ldh);
        
        long time1 = System.currentTimeMillis();
        Star star = (Star)proxy.CreatProxyedObj();
        long time2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("jdk創(chuàng)建時間：" + (time2 - time1));
        
        CglibProxy proxy2 = new CglibProxy();
        long time5 = System.currentTimeMillis();
        Star star2 = (Star)proxy2.CreatProxyedObj(LiuDeHua.class);
        long time6 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("cglib創(chuàng)建時間：" + (time6 - time5));
        
        long time3 = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 1; i <= times; i++)
        {
            star.sing("ss");
            
            star.dance("ss");
        }
        long time4 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("jdk執(zhí)行時間" + (time4 - time3));
        
        long time7 = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 1; i <= times; i++)
        {
            star2.sing("ss");
            
            star2.dance("ss");
        }
        
        long time8 = System.currentTimeMillis();
        
        System.out.println("cglib執(zhí)行時間" + (time8 - time7));   
    }

經(jīng)測試，jdk創(chuàng)建對象的速度遠大于cglib，這是由于cglib創(chuàng)建對象時需要操作字節(jié)碼。cglib執(zhí)行速度略大于jdk，所以比較適合單例模式。另外由于CGLIB的大部分類是直接對Java字節(jié)碼進行操作，這樣生成的類會在Java的永久堆中。如果動態(tài)代理操作過多，容易造成永久堆滿，觸發(fā)OutOfMemory異常。spring默認使用jdk動態(tài)代理，如果類沒有接口，則使用cglib。

到此這篇關(guān)于Java兩種動態(tài)代理JDK動態(tài)代理和CGLIB動態(tài)代理詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java動態(tài)代理內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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