深入剖析动态代理--性能比较

原文：http://blog.csdn.net/liutengteng130/article/details/46565309

动态代理是指在运行时，动态生成代理类。代理类的字节码将在运行时生成并载入当前的ClassLoader.

         生成动态代理类的方法很多，如JDK自带的动态代理、CGLIB、Javassist或者ASM库。

          JDK动态代理使用简单，它内置在JDK中，因此不需要引入第三方Jar包，但相对功能比较弱。CGLIB和Javassist都是高级的字节码生成库，总体性能比JDK自带的动态代理好，而且功能十分强大。ASM是低级的字节码生成工具，使用ASM已经近乎在于使用Javabytecode编程，对开发人员要求较高，也是性能最好的一种动态代理生辰工具。但ASM的使用是在过于繁琐，而且性能也没有数量级的提升，与CGLIB等高级字节码生成工具相比，ASM程序的可维护性也较差。

JDK实现

1、步骤

1）通过实现InvocationHandler接口创建自己的调用处理器

2）通过为Proxy类指定ClassLoader对象和一组interface来创建动态代理类

3）通过反射机制获得动态代理类的构造函数，其唯一参数类型是调用处理器接口类型

4）通过构造函数创建动态代理类实例，构造时调用处理器对象作为参数被传入

2、创建代理

  //InvocationHandlerImpl 实现了InvocationHandler接口，并能实现方法调用从代理类到委托类的分派转发
 //其内部通常包含指向委托类实例的引用，用于真正执行分派转发过来的方法调用
 InvocationHandler handler = new InvocaitonHandlerImpl(..);

 //通过Proxy为包括Interface接口在内的一组接口动态创建代理类的对象
 Class clazz = Proxy.getProxyClass(classLoader,new Class[]{Interface.class,...});

 //通过反射从生成的类对象获得构造函数对象
        Constructor constructor = clazz.getConstructor(new Class[]{InvocationHandler.class});

 //通过构造函数对象创建动态代理类实例
 Interface Proxy = (Interface)constructor.newInstance(new Object[]{handler});

 //Proxy类的静态方法newProxyInstance对上面具体步骤的后三步做了封装，简化了动态代理对象的获取过程。
 //InvocationHandlerImpl实现了InvocaitonHandler接口，并能实现方法调用从代理类到委托类的分派转发
 InvocaitonHandler handler = new InvocationHandlerImpl(..);
 //通过Proxy直接创建动态代理类实例

 nterface proxy = (Interface)Proxy.newProxyInstance(classLoader,new Class[]{Interface.class},handler);

3、代码

 /**
  * 接口
  * @author Emily
  *
  */
 public interface IDBQuery {

     String request();
 }

 /**
  * 真实的实现类，具体的目标对象
  * @author Emily
  *
  */
 public class DBQuery implements IDBQuery {


     public DBQuery(){
         try {
             Thread.sleep(1000); //可能包含数据库连接等耗时操作
         } catch (InterruptedException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }

     @Override
     public String request() {

         return "request string";
     }

 }

 /**
  * JDK动态代理的实现类
  * @author Emily
  *
  */
 public class JdkDbQueryHandler implements InvocationHandler{

     IDBQuery real = null; //主题接口

     /**
      * 生成Handler
      */
     @Override
     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
             throws Throwable {
         if(real == null)
             real = new DBQuery(); //如果是第一次调用，则生成真实对象
         return real.request();  //使用真实主题完成实际的操作
     }

     /**
      * 利用Handler生成动态代理对象
      * @return
      */
     public static IDBQuery createJdkProxy(){

         //根据指定的类加载器和接口以及截获器，返回代理类的一个实例对象
         //ClassLoader loader :指定被代理对象的类加载器
         //Class[] Interfaces ：指定被代理对象所以事项的接口
         //InvocationHandler h :指定需要调用的InvocationHandler对象
         IDBQuery jdkProxy = (IDBQuery) Proxy.newProxyInstance(ClassLoader.getSystemClassLoader(), new Class[]{IDBQuery.class}, new JdkDbQueryHandler());
         return jdkProxy;
     }


 }

执行过程：

       如图，目标对象的方法调用被Proxy拦截，在InvocationHandler中的回调方法中通过反射调用，这种动态代理的方法实现了对类的方法的运行时修改。

        JDK动态代理有个缺点，那就是不能对类进行代理，只能对接口进行代理，如果我们的类没有实现任何接口，那么就不能使用这种方式进行动态代理（因为$Proxy()这个类集成了Proxy,Java的集成不允许出现多个父类）。准确的说这不应该是缺点，一个良好的系统，每个类都应该有一个接口与之对应。针对接口编程。

CGLIB实现

 package com.ltt.dynamic;

 import java.lang.reflect.Method;

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

 /**
  * CGLIB动态代理
  * @author Emily
  *
  */
 public class CglibDbQueryInterceptor implements MethodInterceptor{
     IDBQuery real = null;

     /**
      * 处理代理逻辑的切入类
      */
     @Override
     public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2,
             MethodProxy arg3) throws Throwable {
         if (real == null) {    //代理类 的内部逻辑
             real = new DBQuery();
             return real.request();
         }
         return null;
     }

     /**
      * 生成动态代理
      * @return
      */
     public static IDBQuery createCglibProxy(){
         Enhancer enhancer = new Enhancer();
         //指定切入器，定义代理类逻辑
         enhancer.setCallback(new CglibDbQueryInterceptor());
         //指定实现的接口
         enhancer.setInterfaces(new Class[]{IDBQuery.class});

         IDBQuery cglibProxy = (IDBQuery) enhancer.create();
         return cglibProxy;
     }


 }

Javassist实现

       一种是使用代理工厂创建，另一种通过使用动态代码创建。使用代理工厂创建时，方法与CGLIB类似，也需要实现一个用于代理逻辑处理的Handler：例如createJavassistDynProxy()；使用动态代码创建，生成字节码，这种方式可以非常灵活，甚至可以在运行时生成业务逻辑，如createJavassistBytecodeDynamicProxy()方法。

 /**
  * Javassist动态代理
  * @author Emily
  *
  */
 public class JavassistDynDbQueryHandler implements MethodHandler{

     IDBQuery real = null;

     /*
      * (non-Javadoc) 实现用于代理逻辑处理的Handler
      * @see javassist.util.proxy.MethodHandler#invoke(java.lang.Object, java.lang.reflect.Method, java.lang.reflect.Method, java.lang.Object[])
      */
     @Override
     public Object invoke(Object arg0, Method arg1, Method arg2, Object[] arg3)
             throws Throwable {
         if (real == null)
             real = new DBQuery();
             return real.request();

     }

     /**
      * 创建动态代理
      * @return
      * @throws Exception
      */
     public static IDBQuery createJavassistDynProxy() throws Exception{
         ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
         proxyFactory.setInterfaces(new Class[]{IDBQuery.class});  //指定接口
         Class proxyClass = proxyFactory.createClass();
         IDBQuery javassistProxy = (IDBQuery) proxyClass.newInstance(); //设置Handler处理器
         ((ProxyObject) javassistProxy).setHandler(new JavassistDynDbQueryHandler());
         return javassistProxy;
     }

     /**
      * 运行时生成业务逻辑
      * @return
      * @throws Exception
      */
     public static IDBQuery createJavassistBytecodeDynamicProxy() throws Exception{
         ClassPool mPool = new ClassPool(true);
         //定义类名
         CtClass mCtc = mPool.makeClass(IDBQuery.class.getName() + "JavaassistBytecodeProxy");
         //需要实现接口
         mCtc.addInterface(mPool.get(IDBQuery.class.getName()));
         //添加构造函数
         mCtc.addConstructor(CtNewConstructor.defaultConstructor(mCtc));

         //添加类的字段信息，使用动态Java代码
         mCtc.addField(CtField.make("public" + IDBQuery.class.getName() + "real;", mCtc));
         String dbQueryname = DBQuery.class.getName();
         //添加方法，这里使用动态Java代码指定内部逻辑
         mCtc.addMethod(CtNewMethod.make("public String request() { if(real==null) real = new " +dbQueryname+"(); return real.request();}", mCtc));

         //基于以上信息，生成动态类
         Class pc = mCtc.toClass();
         //生成动态类的实例
         IDBQuery bytecodeProxy = (IDBQuery) pc.newInstance();
         return bytecodeProxy;
     }

 }

      三种动态代理： JDK 动态代理创建速度优于 CGLIB 动态代理，但是在函数的调用性能上远不如 CGLIB 和 Javassist 。故CGLIB和Javassist整体性能上比JDK动态代理好。

性能比较：

 Create JDK Proxy: 13 ms
 Create CGLIB Proxy: 217 ms
 Create JAVAASSIST Proxy: 99 ms
 Create JAVAASSIST Bytecode Proxy: 168 ms
 ================
 Run JDK Proxy: 2224 ms, 634,022 t/s
 Run CGLIB Proxy: 1123 ms, 1,255,623 t/s
 Run JAVAASSIST Proxy: 3212 ms, 438,999 t/s
 Run JAVAASSIST Bytecode Proxy: 206 ms, 6,844,977 t/s
 ----------------
 Run JDK Proxy: 2169 ms, 650,099 t/s
 Run CGLIB Proxy: 1059 ms, 1,331,506 t/s
 Run JAVAASSIST Proxy: 3328 ms, 423,697 t/s
 Run JAVAASSIST Bytecode Proxy: 202 ms, 6,980,521 t/s
 ----------------
 Run JDK Proxy: 2174 ms, 648,604 t/s
 Run CGLIB Proxy: 1032 ms, 1,366,342 t/s
 Run JAVAASSIST Proxy: 3119 ms, 452,088 t/s
 Run JAVAASSIST Bytecode Proxy: 207 ms, 6,811,910 t/s
 ----------------

Javassist字节码最快，CGLIB次之，是JDK的两倍。

      它们都是通过字节码生成来实现动态代理的。只不过是它们生成的字节码不一样，像JDK，CGLIB都考虑了很多因素，以及继承或包装了自己的一些类，所以生成的字节码非常大，而我们很多时候用不上这些，手工生成的字节码非常小（Javassist是手工生成的字节码），所以速度快。

       另外，ASM也是手工生成的字节码，速度也很快，但是它没有一个数量级，通常情况下选用Javassist生成字节码的方式。