Java动态代理和Cglib动态代理最强王者阵容
前言
上一篇讲解了反射的知识[]，作为反射的入门级，然后这一篇主要也是讲解动态代理的实现机制。
动态代理包括jdk的动态代理和cglib 的动态代理，两者实现相同的功能，但是实现方式却是有明显的区别。
下面我们就通过代码的方式层层的深入这两种动态代理，了解他们的性能以、底层的实现原理及应用场景。
代理模式
在详细介绍动态代理之前，先来说说Java中的代理模式。代理模式分为两种：
- 静态代理：也就是23种设计模式中的代理模式，由程序员自己编写源代码并进行编译，在程序运行之前已经编译好了.class文件。
- 动态代理：包括jdk的动态代理和cglib的动态代理，运行时通过反射动态创建。
代理模式定义：我的个人理解就是给某一个对象提供一个代理对象，在代理对象中拥有被代理对象的引用，并在代理对象中调用被代理对象的方法之前和之后进行方法的增强。
我这里画了一张代理模式的类图，设计模式中的代理模式比较简单，代理类和委托类有公共的接口，最后由代理类去执行委托类的方法：
代理模式就好像生活中的中介，去帮你做事，而不用比自己去做事。举个例子，比如你要买车，但是买车之前你要到处找车源，找到车源给钱了还要办理一堆手续。
（1）下面我们以买车这个案例进行代理模式的代码编写，首先要有一个公共的接口Person，Person接口里面定义公共的方法：
public interface Person{
void buyCar();
}
（2）然后定义一个委托类，也就是我本人Myself，并实现Person接口，具体代码如下：
public class Myself implements Person {
@Override
public void buyCar() {
System.out.println("我要买车了");
}
}
（3）最后就是创建代理类CarProxy，同样也是实现Person接口，具体实现代码如下：
public class CarProxy implements Person{
private Myself myself ;
public CarProxy(final Myself myself ) {
this.myself = myself ;
}
@Override
public void buyCar() {
System.out.println("买车前去找车源");
myself .buyCar();
System.out.println("买车后办理手续");
}
}
这个代理的demo很简单，如上面的类图所示，代理类和委托类都实现公共的接口Person，在委托类中进行方法的具体业务逻辑的实现，而代理类中再次对这个方法进行增强。
代理模式的优点就是能够对目标对象进行功能的扩展，缺点是每一个业务类都要创建一个代理类，这样会使我们系统内的类的规模变得很大，不利于维护。
于是就出现了动态代理，仔细思考静态代理的缺点，就是一个委托类就会对象一个代理类，那么是否可以将代理类做成一个通用的呢？
我们仔细来看一下下面的这个图：
我们把静态代理所有的执行过程都可以抽象成这张图的执行过程，Proxy角色无非是在调用委托类处理业务的方法之前或者之后做一些额外的操作。
那么为了做一个通用性的处理，就把调用委托类的method的动作抽出来，看成一个通用性的处理类，于是就有了InvocationHandler角色，抽象成一个处理类。
这样在Proxy和委托类之间就多了一个InvocationHandler处理类的角色，这个角色主要是将之前代理类调用委托类的方法的动作进行统一的调用，都由InvocationHandler来处理。
于是之前上面的类图就有了这样的改变，在Proxy和委托类之间加入了InvocationHandler，具体的实现图如下：
看完上面的图似乎有那么一点点的理解，下面我们就来详细的深入动态代理。
jdk动态代理
上面讲解到动态代理是在运行时环境动态加载class文件，并创建对应的class对象，那么动态代理着静态代理的执行时机是在哪里呢？
我这边又画了一张原理图，感觉我为画图操碎了心，每一个点都会画一个想截图，是不是很暖。
这个是静态代理的运行原理图，静态代理在程序运行时就已经创建好了class文件，在程序启动后的某一个时机（用到class文件）就会加载class文件到内存中。
当在运行时期动态生成class文件并加载class文件的运行原理图如下：
在JVM运行期时遵循JVM字节码的结构和规范生成二进制文件，并加载到内存中生成对应的Class对象。这样，就完成了动态创建class文件和Class对象的功能了。
在jdk的动态代理中的Proxy类和委托类要求实现相同的功能，这里的相同是指他们都可以调用统一的逻辑业务方法。要实现这样的设计有以下三种方法：
- 实现同一个接口：接口里面定义公共的方法。
- 继承：Proxy继承委托类，这样Proxy就有了和委托类一样的功能，或者两者都继承同一个类，把公共实现业务逻辑的方法放在父类中，这样也能实现。
- 两者内部都有同一个类的引用：这个和继承有异曲同工之妙，都可以统一的调用统一的业务逻辑方法。
在jdk的动态代理中，是采用第一种方法进行实现，必须有公共的接口，下面我们还是通过静态代理的案例使用动态代理来实现。
（1）首先创建一个公共接口Person：
public interface Person{
void buyCar();
}
（2）然后创建接口的实现类Myself：
public class Myself implements Person {
@Override
public void buyCar() {
System.out.println("我要买车了");
}
}
（3）这一步就是比较关键的，要创建一个类并实现InvocationHandler：
public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler {
private Person person;
public InvocationHandlerImpl(Person person){
this.person=person;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("买车前开始找车源。。。。");
method.invoke(person, args);
System.out.println("买车后办理手续。。。。");
return null;
}
}
（4）最后一步就是进行测试：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Myself myself= new Myself();
// 创建代理对象，这里有三个参数，第一个是类的ClassLoader，第二个是该类的接口集合，第三个就是InvocationHandler
Object o = Proxy.newProxyInstance(myself.getClass().getClassLoader(), myself.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandlerImpl(myself));
Person person= (Person) o;
person.buyCar();
}
}
整体来说jdk动态代理的应用过程还是比较简单的，重要的实现理解他的底层实现过程，它的重要实现步骤就是InvocationHandler中 的invoke方法处理。
invoke方法才是实现方法的调用者，根据上面的参数最后才会创建代理对象newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler h)。
那么在实现jdk动态代理的过程都做了哪些工作呢？具体有以下6个步骤：
- 获取委托类也就是Myself上的所有接口。
- 生成代理，生成的代理的名称也是有规律的，一般是在com.sun.proxy.$ProxyXXX。
- 动态创建代理类的字节码信息，也就是class文件。
- 根据class文件创建Class对象。
- 创建自己的InvocationHandler并实现InvocationHandler重写invoke方法，实现对委托类方法的调用和增强。
- 最后是代理对象的创建，并调用方法，实现代理的功能。
我们可以通过反编译工具来看看生成的代理类的源码是怎么样的，我这里使用的反编译工具是jd-gui，推荐给大家。
public final class MyselfProxy extends Proxy implements Person {
private static Method m1;
private static Method m3;
private static Method m0;
private static Method m2;
public MyselfProxy(InvocationHandler paramInvocationHandler) throws {
super(paramInvocationHandler);
}
public final boolean equals(Object paramObject) throws {
try { // InvocationHandler 实现equals的调用
return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
} catch (Error|RuntimeException localError) {
throw localError;
} catch (Throwable localThrowable) {
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final void buyCar() throws {
try {
// InvocationHandler实现buyCar的调用
this.h.invoke(this, m3, null);
return;
} catch (Error|RuntimeException localError) {
throw localError;
} catch (Throwable localThrowable) {
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final int hashCode() throws {
try {
// InvocationHandler实现hashCode方法的调用
return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
}
catch (Error|RuntimeException localError)
{
throw localError;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
public final String toString() throws {
try {
// InvocationHandler实现toString的调用
return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
} catch (Error|RuntimeException localError) {
throw localError;
} catch (Throwable localThrowable) {
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
}
static {
try { //在静态块中通过反射初始化函数
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
m3 = Class.forName("com.ldc.org.Person").getMethod("buyCar", new Class[0]);
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
return;
} catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException) {
throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException) {
throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
}
}
}
从上面反编译的源码中可以可以看出，在静态块中直接通过反射的方式来生成Method对象，对方法的调用则是通过InvocationHandler对象来进行调用。
仔细的总结可以看出上面反编译出来的代理类有以下特征：
- 继承 java.lang.reflect.Proxy类，并实现统一的接口Person。
- 所有的方法都是final修饰的。
- 在代理类中都是通过InvocationHandler对象执行invoke方法的调用统一调用函数，invoke方法通过Method参数来区分是什么方法，进而相应的处理。
到这里我想大家应该对jdk的动态代理有一个清晰的认识了，包括他的底层实现的原理，下面我们就来详细的了解cglib动态代理的是实现方式。
cglib动态代理
在实现jdk的动态代理的实现会发现，jdk动态代理必须实现一个接口，并且代理类也只能代理接口中实现的方法，要是实现类中有自己私有的方法，而接口中没有的话，该方法不能进行代理调用。
基于这种情况cglib便出现了，他也可以在运行期扩展Java类和Java接口。
cglib底层是采用字节码技术，其原理是通过字节码技术生成一个子类，并在子类中拦截父类的方法的调用，织入业务逻辑。
因为原理是采用继承的方式，所以被代理的类不能被final修饰，在Spring Aop中底层的实现是以这两种动态代理作为基础进行实现。
当使用cglib动态代理一个类demo时，JVM又做了哪些工作呢？
- 首先找到demo类中的所有非final的公共方法。
- 然后将这些方法转化为字节码。
- 通过这些字节码转化为Class对象。
- 最后由MethodInterceptor实现代理类中所有方法的调用。
（1）那么我们通过代码也来实现cglib动态代理，还是创建Myself类，但是此时不需要实现接口：
public class Myself {
@Override
public void buyCar() {
System.out.println("I'm going to buy a house");
}
}
（2）然后是创建MyMethodInterceptor类实现MethodInterceptor接口，这个和动态代理实现InvocationHandler方式一样，实现统一方法的调用。
public class MyMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
System.out.println("买车前开始找车源。。。。");
proxy.invokeSuper(obj, args);
System.out.println("买车后办理手续。。。。");
return null;
}
}
（3）最后是进行测试
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Myself myself= new Myself();
MyMethodInterceptor myMethodInterceptor = new MyMethodInterceptor ();
//cglib 中加强器，用来创建动态代理
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//设置要创建的代理类
enhancer.setSuperclass(myself.getClass());
// 设置回调，这里相当于是对于代理类上所有方法的调用
enhancer.setCallback(myMethodInterceptor );
// 创建代理类
Programmer proxy =(Myself)enhancer.create();
proxy.buyCar();
}
}
总结来说cglib是一个强大的、高性能的Code生产类库，在Spring中就是通过cglib方式继承要被代理的类，重写父类的方法，实现Aop编程。
cglib创建动态代理对象的性能时机要比jdk动态代理的方式高很多，但是创建对象所花的时间却要比jdk动态代理方式多很多。
在应用方面单例模式更适合用cglib，无需频繁的创建对象，相反，则使用jdk动态代理的方式更加合适。
