CGLIB原理简析-后篇
在前面的文章（CGLIB原理简析-前篇）中，我们已经弄清楚了代理对象使用相关代理逻辑，本篇文章将逐步揭开代理类生成及实例化的过程。
一、Enhancer-增强
在大部分场景下，我们使用CGLIB获取动态代理对象的基本代码如下：
MyMethodInterceptor myMethodInterceptor = new MyMethodInterceptor();
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(Student.class);
enhancer.setCallback(myMethodInterceptor);
Student stu = (Student) enhancer.create();
stu.outStudentName();
可以看到，Enhancer就是创建代理对象的关键类型。因此，本文第一章节主要分析Enhancer的构成和功能。为了对Enhancer类有个大概的印象，下面先给出Enhancer源码注释【翻译】：
- Enhancer会生成能够实现方法拦截的动态子类。Enhancer类最初是为了作为JDK Proxy代理的替代方案，但是Enhancer能够代理具体实现类，而不仅仅是实现接口。生成的子类会重写所有被代理类非final方法，并且使用者可以自定义方法拦截器实现方法拦截。
- 其中，最原始、最常用的回调对象类型是MethodInterceptor。在切面（AOP）领域中，MethodInterceptor能够实现环绕通知的能力。基于环绕通知能力，你可以在调用被代理方法的前后穿插执行自定义行为。不仅如此，你也可以改变方法的入参数值，甚至根本不调用被代理方法。
- 尽管MethodInterceptor已经足够通用且能满足任何代理的需要，回调对象还有其他可用类型，比如LazyLoader，目的是为了更加简化或具备更好的性能。常常一个增强子类只会使用一个回调对象，但是你也可以通过CallbackFilter来控制不同方法使用不同回调对象。
- 在CGLIB包下很多类都有类似设计。这些类会提供一些静态方法提供给外界使用，但是为了更好的控制对象，比如控制Enhancer生成子类的自定义类加载器，就需要使用Enhancer的构造器。
- 所有的Enhancer生成的增强子类都会实现Factory接口，当然你也可以通过setUseFactory方法使得子类不实现Factory接口。Factory提供了一些API，可用于修改代理对象的回调对象，也提供了更快、更容易的方式生成一个代理对象。
1.1 Enhancer类间关系
不着急，我们先来看下Enhancer的类间关系：
public class Enhancer extends AbstractClassGenerator
...
}
Enhancer类仅继承一个抽象类AbstractClassGenerator。AbstractClassGenerator抽象类在cglib包下处于十分关键的位置，几乎任何动态生成字节码的功能类都继承该抽象类，Enhancer仅仅是一个用于生成动态增强子类信息的AbstractClassGenerator具体实现子类，有关AbstractClassGenerator本节第二章会详细叙述。
从类间关系上&功能看，Enhancer类职责实际上是运行时动态生成增强子类字节码的类。这个概念我认为十分重要，不要一股脑扎进“代理”概念中，Enhancer（或者我们说的cglib代理）更切合的理解是“增强。
1.2 Enhancer对象属性
Enhancer类的属性十分多，这里仅列出与增强子类相关的对象属性，而ASM生成字节码相关的静态类变量在类加载时就初始化了，不涉及复杂逻辑。
private Class[] interfaces; // 增强子类实现的接口列表
private CallbackFilter filter; // 根据filter根据方法选择不同回调对象
private Callback[] callbacks; // 回调对象列表
private Type[] callbackTypes; // 回调对象类型列表
private boolean validateCallbackTypes; // 是否已确定回调对象类型列表标识
private boolean classOnly; // 是否仅返回Class对象，而不是实例化对象
private Class superclass; // 增强子类继承的父类
private Class[] argumentTypes; // 父类构造器类型列表
private Object[] arguments; // 父类构造器入参值
private boolean useFactory = true; // 增强子类是否实现Factory接口
private Long serialVersionUID; // 是否支持序列化操作
private boolean interceptDuringConstruction = true; // 是否拦截构造方法
1.3 Enhancer生成增强子类静态方法
增强子类的生成依靠Enhancer对象的能力。根据Enhancer类源码注释，Enhancer提供了多个静态方法供外界使用：
- public static Object create(Class type, Callback callback)
根据父类类型、回调对象创建增强子类对象。 - public static Object create(Class superclass, Class interfaces[], Callback callback)
根据父类类型、接口列表、回调对象创建增强子类对象。 - public static Object create(Class superclass, Class[] interfaces, CallbackFilter filter, Callback[] callbacks)
根据父类类型、接口列表、回调对象过滤器、回调对象列表创建增强子类对象。
这三个静态方法逻辑类似，实际上无非是封装了Enhancer对象的创建、属性赋值、创建增强子类对象的过程。下面为最后一个静态方法代码：
public static Object create(Class superclass, Class[] interfaces, CallbackFilter filter, Callback[] callbacks) {
Enhancer e = new Enhancer(); // Enhancer仅有的无参构造方法
e.setSuperclass(superclass); // 设置各个入参
e.setInterfaces(interfaces);
e.setCallbackFilter(filter);
e.setCallbacks(callbacks);
return e.create(); // 创建并返回增强子类对象
}
在前面一个小节，Enhancer对象的属性其实不止这些，因此如果需要对增强代理对象进行其他控制，比如不实现Factory方法，我们就不能使用这些封装后的static方法，就需要手动创建Enhancer对象。
Enhancer e = new Enhancer(); // Enhancer仅有的无参构造方法
e.setSuperclass(type);
e.setCallback(callback);
e.setSerialVersionUID(1111000L);
e.setUseFactory(false); // 设置不实现Factory接口
return e.create(); // 创建并返回增强子类对象
另外，静态方法只能实现对无参构造的父类进行创建增强子类。如果父类为有参构造，就必须使用带入参的create方法。
Enhancer e= new Enhancer();
e.setSuperclass(Employee.class);
e.setCallbacks(new Callback[]{myMethodInterceptor, anotherMethodInterceptor});
e.setCallbackFilter(new MyCallbackFilter());
return e.create(new Class[]{String.class}, new Object[]{"spl"});
不论是使用静态方法，还是自行创建控制创建流程，最后都会调用Enhancer#create(…)创建增强子类对象。
1.4 增强子类的创建过程
Enhancer对象提供了三个创建create方法：
- public Object create()
无参构造，创建增强子类实例对象；
classOnly=false,argumentTypes = null; - public Object create(Class[] argumentTypes, Object[] arguments)
有参构造，创建增强子类实例对象
classOnly=false - public Class createClass()
无参构造，创建增强子类Class对象
classOnly=true
具体create方法逻辑十分简单，就是设置了几个属性标识，实际创建增强子类逻辑在createHelper()方法中，我们直接来看这个方法：
private Object createHelper() {
preValidate(); // 前置校验
// 通过KeyFactory机制根据父类、接口等关键特征生成Key，这个也是后续作为缓存得Key.
Object key = KEY_FACTORY.newInstance((superclass != null) ? superclass.getName() : null,
ReflectUtils.getNames(interfaces),
filter == ALL_ZERO ? null : new WeakCacheKey<CallbackFilter>(filter),
callbackTypes,
useFactory,
interceptDuringConstruction,
serialVersionUID);
this.currentKey = key; // 赋值到ACG#key属性，后续缓存类会使用这个属性
// 通过其父类的create()模版方法创建并返回生成类实例。
Object result = super.create(key);
return result;
}
二、AbstractClassGenerator
AbstractClassGenerator是cglib包下所有与类字节码生成相关工具类的抽象类。AbstractClassGenerator实际上是一个模版模式，动态生成类字节码的过程封装在create()方法中，并其中提供了许多钩子函数以及供子类实现的基本方法，如自定义类加载器，自定义生成类的类名。除此之外，AbstractClassGenerator还设计了缓存用于提升类字节码生成的效率。
2.1 ACG类间关系
abstract public class AbstractClassGenerator<T>
implements ClassGenerator {
...
}
AbstractClassGenerator类实现了ClassGenerator接口，该接口仅有一个抽象方法generateClass-根据ASM提供的ClassVistor对象生成类。
public interface ClassGenerator {
void generateClass(ClassVisitor v) throws Exception;
}
实际上，AbstractClassGenerator（下文可能会简称为，ACG）并没有实现generateClass方法，都是由其子类进行实现。ACG类仅负责控制结果类的生成过程模版，具体细节不应该由ACG实现。
2.2 ACG-create类对象模版方法
既然ACG是模版模式实现，那我们这里直攻要害，先来看看AbstractClassGenerator#create()方法的逻辑。
protected Object create(Object key) {
try {
// 1. 获取生成类的类加载器 （内部支持子类自定义默认类加载器）
ClassLoader loader = getClassLoader();
// 2. 缓存 Key为类加载器 value为ClassLoaderData对象
// （内部维护有generatedClasses缓存）
Map<ClassLoader, ClassLoaderData> cache = CACHE;
ClassLoaderData data = cache.get(loader);
if (data == null) {
// 3. 当前类加载器缓存不存在时，DCL初始化对应的ClassLoaderData对象
synchronized (AbstractClassGenerator.class) {
cache = CACHE;
data = cache.get(loader);
if (data == null) {
Map<ClassLoader, ClassLoaderData> newCache = new WeakHashMap<ClassLoader, ClassLoaderData>(cache);
data = new ClassLoaderData(loader);
newCache.put(loader, data);
CACHE = newCache;
}
}
}
this.key = key; // 4. 将key赋值属性key上
// 5. 通过ClassLoaderData获取生成类对象
Object obj = data.get(this, getUseCache());
if (obj instanceof Class) {
// 6. 如果是Class对象，就创建实例。具体创建过程由子类实现
return firstInstance((Class) obj);
}
// 7. 如果是真实实例对象，就创建另外一个实例。具体创建过程由子类实现。
return nextInstance(obj);
} catch (RuntimeException e) {
throw e;
} catch (Error e) {
throw e;
} catch (Exception e) {
throw new CodeGenerationException(e);
}
}
生成类的标准过程中，静态缓存属性ACG#CACHE类型为Map
ACG#CACHE仅维护了ClassLoader的映射，但具体生成类的创建过程和缓存逻辑还在ClassLoaderData中。
2.2 ACG-ClassLoaderData
ClassLoaderData是为AbstractClassGenerator的静态内部类，其主要维护了指定类加载器(classLoader)的生成类缓存。
2.2.1 ClassLoaderData属性
ClassLoaderData共有三个对象属性：
- WeakReference
classLoader;
类加载器。由于外层ACG#CACHE使用WeakHashMap（以classLoader为Key，以ClassLoaderData为Value）进行缓存，而WeakHashMap是将Key使用弱引用包装，但是Vlaue仍是强引用。因此这里的ClassLoaderData#classLoader必须使用弱引用包装，否则就无法GC清楚。 - Set
reservedClassNames；
每一个类加载器下生成类的类名不能重复。使用reservedClassNames存储所有生成类类名，并提供getUniqueNamePredicate()方法判定传入类名是否和之前冲突。 - LoadingCache
generatedClasses就是缓存了所有当前类加载器下动态的生成类。LoadingCache和JDK代理中WeakCache功能类似。
2.2.2 ClassLoaderData构造方法
public ClassLoaderData(ClassLoader classLoader) {
if (classLoader == null) { // 必须传入有效类类加载器
throw new IllegalArgumentException("classLoader == null is not yet supported");
}
// 初始化classLoader属性
this.classLoader = new WeakReference<ClassLoader>(classLoader);
/**
* 这里的load就是真正生成类逻辑的函数式变量。
* load会被传入LoadingCache中，在合适的地方触发load内部逻辑获取生成类并缓存起来！
**/
Function<AbstractClassGenerator, Object> load =
new Function<AbstractClassGenerator, Object>() {
public Object apply(AbstractClassGenerator gen) {
// 重点！
Class klass = gen.generate(ClassLoaderData.this);
return gen.wrapCachedClass(klass);
}
};
// 初始化generatedClasses属性，即创建LoadingCache缓存实例
generatedClasses = new LoadingCache<AbstractClassGenerator, Object, Object>(GET_KEY, load);
}
ClassLoaderData的构造初始化很重要，其中classLoder使用弱引用包装的原因前面已经说过了。后续还有两个重点：
- load变量引用的实际逻辑就是生成类的实际逻辑。
- load会被用于创建LoadingCache缓存实例。
关于第1个重点我们先按捺住不继续深追，先知道这里实际上是调用ACG#generate来生成类Class对象的，详细分析在后续2.3节。由于本节是ClassLoaderData，因此我们先看下LoadingCache是如何缓存的。
2.2.3 LoadingCache缓存机制
ClassLoaderData初始化LoadingCache缓存逻辑：
// 标记① （为后文引用）
generatedClasses = new LoadingCache<AbstractClassGenerator, Object, Object>(GET_KEY, load);
为进一步了解初始化及缓存过程，先看下LoadingCache的类信息和属性：
public class LoadingCache<K, KK, V> {
// 内部的缓存映射从LoadingCache接口上看，标记①出代码中，GET_KEY就是根据ACG对象映射为缓存Key，load变量就是根据ACG对象映射为缓存value。load我们上一个小节说了，就是会调用ACG#generate方法生成动态类Class对象。那GET_KEY是啥?
private static final Function<AbstractClassGenerator, Object> GET_KEY = new Function<AbstractClassGenerator, Object>() {
public Object apply(AbstractClassGenerator gen) {
return gen.key;
}
};
GET_KEY同样也是Function实现的引用，内部逻辑十分简单，返回了ACG#key属性。这个属性实乃为隐藏大佬，简单回顾下，这个key是ACG模版方法的唯一入参（这里可参考2.2节），这就意味着ClassLoaderData缓存生成类Class对象的Key实际上由各个ACG实现类对象决定。
对比JDK动态代理的二级缓存，一级Key也是类加载器，二级Key是由接口列表信息hash生成，value也是动态生成的Class对象。
从整体上看，CGLIB也是二级缓存，二级Key就是LoadingCache#map的Key。那在同样的类加载器下，缓存二级Key如何生成才能区分不同的动态Class对象呢？不同于JDK代理Class仅与接口列表相关，根据1.2节，Enhancer影响动态Class对象的属性很多，必须引入一种机制更巧妙、更快的生成唯一Key。那就是KeyFactory！KeyFactory并不打算在本文介绍，后续有时间再补，其实不理解不影响缓存的逻辑，只要知道ACG具体实现类都对应一个Key，在同一类加载器下对应一个动态Class对象。
LoadingCache的结构清楚了，那如何从该缓存对象中获取动态Class类呢？就在其get方法中。
public V get(K key) {
final KK cacheKey = keyMapper.apply(key); // 获取缓存map的Key
Object v = map.get(cacheKey);
if (v != null && !(v instanceof FutureTask)) {
// 如果当前缓存存在且不是FutureTask对象，那就是命中缓存
return (V) v;
}
// 缓存中不存在Key(或Value尚未创建完成)，会执行根据loader生成value逻辑
return createEntry(key, cacheKey, v);
}
protected V createEntry(final K key, KK cacheKey, Object v) {
FutureTask<V> task;
boolean creator = false;
if (v != null) {
// Another thread is already loading an instance
/**
* 第三个参数要么为null，要么为FutureTask；
* 后者就意味着另外有个线程正在执行loader生成动态Class逻辑
**/
task = (FutureTask<V>) v;
} else {
/**
* 不存在，先创建FutureTask塞入缓存map中，以免并发线程直接执行class生成逻辑。
* 注意：这里创建的task的结果不一定会执行，具体还要检查putIfAbsent结果。
**/
task = new FutureTask<V>(new Callable<V>() {
public V call() throws Exception {
return loader.apply(key);
}
});
Object prevTask = map.putIfAbsent(cacheKey, task); // 并发安全
if (prevTask == null) {
/**
* map中确实没有task，当前线程的task可以执行，
* 并且需要把最终结果覆盖FutureTask实例
**/
creator = true;
task.run();
} else if (prevTask instanceof FutureTask) {
// 并发线程抢先一步put到缓存map中
task = (FutureTask<V>) prevTask;
} else {
// 并发线程抢先一步将结果put到map中去
return (V) prevTask;
}
}
V result;
try {
result = task.get(); // 阻塞等待task任务执行完成，并返回结果
} catch (InterruptedException e) {
throw new IllegalStateException("Interrupted while loading cache item", e);
} catch (ExecutionException e) {
Throwable cause = e.getCause();
if (cause instanceof RuntimeException) {
throw ((RuntimeException) cause);
}
throw new IllegalStateException("Unable to load cache item", cause);
}
if (creator) {
// 如果当前现成的task执行，结果需要放置到map中覆盖futureTask
map.put(cacheKey, result);
}
return result;
}
LoadingCache缓存的设计十分精彩，相比于JDK代理使用的WeakCache缓存，逻辑简单些。因为WeakCache同时处理二级Key、Value的生成，而LoadingCache只需要处理Value的生成，二级Key交给了具体ACG对象。
代码注释上面写的十分清楚，这里就总结下为什么会引入FutureTask实例作为中间态。因为loader创建Value的逻辑可能十分耗费资源，不使用中间态可能会有多个并发线程通过执行loader创建value的逻辑。而创建FutureTask并设置进缓存map是十分快速的，中间通过putIfAbsent控制并发，就不会出现创建Vlaue逻辑被多次执行的情况。
2.2.4 ClassLoaderData获取动态Class
CGLIB缓存结构基本已经十分清晰了。ACG#cache就是整体的缓存对象，类型为WeakHashMap
ClassLoaderData就是负责类加载器下的缓存，内部实现通过LoadingCache实例管理类加载器下不同条件下生成的动态Class对象，二级Key就是ACG#key属性。
因此，ClassLoaderData必须提供get方法，用于根据二级Key来获取对应的动态Class类对象。代码如下：
public Object get(AbstractClassGenerator gen, boolean useCache) {
if (!useCache) {
// 不使用缓存，就直接通过ACG#generate方法生成（与loader变量引用的逻辑一致）。
return gen.generate(ClassLoaderData.this);
} else {
// 通过LoadingCache实例get方法获取Value，其内部可能会通过loader变量引用的方法创建Value
Object cachedValue = generatedClasses.get(gen);
return gen.unwrapCachedValue(cachedValue); // 褪去缓存value的弱引用包装
}
}
2.3 ACG-generate类信息并加载模版方法
从ACG的模版方法中，是通过ClassLoaderData实例来获取动态生成的Class对象。而在2.2节对ClassLoaderData的缓存机制中，我们可以看到实际内部生成Class对象的实际动作由ACG#generate方法完成。该方法也同样是个模版发方法，代码如下：
protected Class generate(ClassLoaderData data) {
Class gen;
Object save = CURRENT.get();
CURRENT.set(this); // 修改当前线程正在执行生成类的ACG实例
try {
// 1. 获取生成类的类加载器。目前不支持为Null。
ClassLoader classLoader = data.getClassLoader();
if (classLoader == null) {
throw new IllegalStateException("ClassLoader is null Please file an issue at cglib's issue tracker.");
}
synchronized (classLoader) {
// 2. 生成类名，默认保证了类加载器下不能生成重复类名
String name = generateClassName(data.getUniqueNamePredicate());
data.reserveName(name);
this.setClassName(name);
}
/**
* 3. 根据attemptLoad属性值，先尝试使用类加载器加载
* 因为前面生成的类名默认保证在同一类加载器下唯一，这里使用类加载器加载一个新类名，肯定加载不到，因此默认attemptLoad为false。（ps：确实没有必要设置为true）
**/
if (attemptLoad) {
try {
gen = classLoader.loadClass(getClassName());
return gen;
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ignore
}
}
// 4. 根据ACG#strategy的策略来生成字节码【重点】
byte[] b = strategy.generate(this);
// 5. 使用ASM底层工具获取类字节码的类名。（generate内部可能修改类名）
String className = ClassNameReader.getClassName(new ClassReader(b));
/** 6. 获取动态生成Class的保护域对象，后续会加载class类时会考虑。
* 内部加载优先使用java.lang.ClassLoader#defineClass加载该类，
* 其次使用sun.misc.Unsafe#defineClass加载该类
**/
ProtectionDomain protectionDomain = getProtectionDomain();
synchronized (classLoader) { // just in case
if (protectionDomain == null) {
// 加载不考虑protectionDomain
gen = ReflectUtils.defineClass(className, b, classLoader);
} else {
// 加载考虑protectionDomain
gen = ReflectUtils.defineClass(className, b, classLoader, protectionDomain);
}
}
return gen;
} catch (RuntimeException e) {
throw e;
} catch (Error e) {
throw e;
} catch (Exception e) {
throw new CodeGenerationException(e);
} finally {
CURRENT.set(save);
}
}
这里大概总结下ACG生成类信息并加载到JVM的标准化流程：
- 获取对应的类加载器
获取类时就指定了类加载器，ACG实现类可重写getDefaultClassLoader()设置模版默认类加载器，对于Enhancer来说，默认首选返回被代理父类加载器，次选返回被代理接口的类加载器，获者返回null（这部分可见ACG#getClassLoader())。增强子类的类加载器选择顺序：父类加载器>接口类加载器>Ehancer类加载器>线程上下文加载器>异常
- 获取生成类的类名
ACG生成类名是通过命名策略(NamingPolicy)产生。ACG实现类可通过setNamingPolicy设置命名策略，默认策略为DefaultNamingPolicy。有关于命名策略将在2.3.1节叙述。 - 生成动态Class字节码
ACG生成类字节码是通过类生成策略(GeneratorStrategy)产生。ACG实现类可通过setStrategy设置生成策略，默认策略为DefaultGeneratorStrategy。有关于生成策略将在2.3.2节叙述。 - 类加载到JVM中
将生成类的字节码信息加载到JVM中称为Class对象的方式分为两种，优先使用java.lang.ClassLoader#defineClass加载，其次使用sun.misc.Unsafe#defineClass加载该类。此外，加载类时还需要考虑父类或者接口的保护域信息。
2.3.1 类名生成策略
ACG动态生成的类名是通过设置的命名策略产生的。使用者可以自定义命名策略，需实现NamingPolicy接口。该接口声明了两个抽象方法，getClassName(…)及equals(…)，其中equals方法暂时内部没有使用到，因此我们先看下getClassName(…)方法：
String getClassName(String prefix, String source, Object key, Predicate names);
方法参数含义列举如下：
- String prefix：由ACG实现类指定的点分割路径；在Enhancer中是父类或接口的全限定名。多个接口的情况下，根据接口的权限选择，优先顺序选择非公共权限的接口路径。
- String source：ACG实现类的全限定名。如net.sf.cglib.Enhancer。
- Object key：该key表示动态生成类Class的一系列参数状态。一般来说一个Key对应一个Class，因此在Enhancer中，该Key就是使用KeyFactory生成的二级Key。
- Predicate names：断言函数，用于保证在同一个类加载器下的类名唯一性。
在CGLIB仅提供了一个NamingPolicy的实现类-DefaultNamingPolicy，也是ACG默认的命名策略。我们看下DefaultNamingPolicy是如何生成类名的：
public String getClassName(String prefix, String source, Object key, Predicate names) {
if (prefix == null) { // prefix为空时默认值
prefix = "net.sf.cglib.empty.Object";
} else if (prefix.startsWith("java")) {
// 这个没太懂有啥特殊的地方，后续再看哈
prefix = "$" + prefix;
}
// 拼接基本类名
String base =
prefix + "$$" +
source.substring(source.lastIndexOf('.') + 1) +
getTag() + "$$" +
Integer.toHexString(STRESS_HASH_CODE ? 0 : key.hashCode());
String attempt = base;
int index = 2;
while (names.evaluate(attempt)) // 重名通过增加数字保证唯一性
attempt = base + "_" + index++;
return attempt;
}
从上述逻辑中看，prefix其实定义了生成类的包名和类名前缀(父类名)，然后拼接生成源类的类名，然后拼接命名策略标签，然后拼接类唯一Key的hashCode(STRESS_HASH_CODE，测试模式，不需要关注)，然后根据类是否唯一来选择拼接递增数字。
以CGLIB原理简析-前篇第一章示例中，prefix=“com.design.代理模式.cglib.Student”，source=“net.sf.cglib.Enhancer”，DefaultNamingPolicy#getTag=“ByCGLIB”。因此最终生成动态类名为Student$$EnhancerByCGLIB$86327ae0，其中86327ae0为二级Key的hashCode值。
通过类名生成策略的讲解，以后我们在看到CGLIB动态生成类时，从其全限定名就知道该动态类的父类或接口、生成源(由哪个类生成)、是否为默认策略等信息。
- 使用者完全可以实现NamingPolicy接口，并通过setNamingPolicy设置命名策略，因此ACG其实无法保证生成类名的唯一性。如果存在重名的情况下，可以设置attemptLoad为true来尝试加载Class。
- 一定要区分生成类名和最终类名。通过命名策略生成的类名可能有重复，但是在类加载器中的类名一定不会重复。
2.3.2 类字节码生成策略
同样的，ACG动态生成类字节码也是通过设置策略产生的。使用者也可以自定字节码生成策略，需实现GeneratorStrategy接口。该接口也声明了两个抽象方法，generate(…)及equals(…)，其中equals方法暂时内部没有使用到，因此我们先看下generate(…)方法：
byte[] generate(ClassGenerator cg) throws Exception;
返回值就是字节码数组，只有唯一的入参是ClassGenerator对象。前面说过ClassGenerator是个接口，ACG就是实现了这个接口，因此一般这里传入的就是ACG的实现类对象。
在CGLIB中也仅提供了一个直接实现GeneratorStrategy接口的实现类-DefaultGeneratorStrategy，也是ACG默认的字节码生成策略。我们看下其generate方法：
public byte[] generate(ClassGenerator cg) throws Exception {
// 1. 获取ClassWriter实例；
// 这里使用的CGLIB继承自ClassWriter的子类DebuggingClassWriter
DebuggingClassWriter cw = getClassVisitor();
// 将ACG实例转换一层，一般是一个代理生成器，如TransformingClassGenerator
transform(cg).generateClass(cw);
// 将生成的字节码数组转换一层。目的就是为了提供拦截的方法。
return transform(cw.toByteArray());
}
实际上，generate也可以认为是模版方法，使用者可以继承DefaultGeneratorStrategy类，并重写两个transform方法在生成字节码动作做一些事情，参考UndeclaredThrowableStrategy。
默认情况下ACG就是DefaultGeneratorStrategy类，两处transform都是直接返回的，因此默认generate方法就是获取ClassWriter示例，并调用ACG实现类的generateClass方法来生成动态字节码（还记得之前说过，ACG实现了ClassGenerator类，但并未实现generateClass方法）。因此如何生成字节码的呢？这个我们要通过ACG的实现子类去看。下一个章节我们就简单聊下Ehancer这个ACG实现类的generateClass方法逻辑。
三、Ehancer生成类过程
Ehancer作为重要的ACG实现类，本章节简单聊下其生成动态类信息的过程。
public void generateClass(ClassVisitor v) throws Exception {
// 父类默认设计Object类，要么是用户指定类
Class sc = (superclass == null) ? Object.class : superclass;
if (TypeUtils.isFinal(sc.getModifiers()))
// 检查类不能是final类型，不允许继承
throw new IllegalArgumentException("Cannot subclass final class " + sc.getName());
// 获取父类所有的声明构造器，且默认过滤掉私有构造器
List constructors = new ArrayList(Arrays.asList(sc.getDeclaredConstructors()));
filterConstructors(sc, constructors);
/**
* 获取需要实现或重写的所有的方法actualMethods
* interfaceMethods所有接口方法，forcePublic存储Public方法的签名Key
* getMethods内部会过滤掉静态、私有、final修饰的方法，也会根据方法签名Key去重(KEY_FACTORY)
**/
List actualMethods = new ArrayList();
List interfaceMethods = new ArrayList();
final Set forcePublic = new HashSet();
getMethods(sc, interfaces, actualMethods, interfaceMethods, forcePublic);
// 处理各个方法的权限符
List methods = CollectionUtils.transform(actualMethods, new Transformer() {
public Object transform(Object value) {
Method method = (Method)value;
int modifiers = Constants.ACC_FINAL
| (method.getModifiers()
& ~Constants.ACC_ABSTRACT
& ~Constants.ACC_NATIVE
& ~Constants.ACC_SYNCHRONIZED);
if (forcePublic.contains(MethodWrapper.create(method))) {
modifiers = (modifiers & ~Constants.ACC_PROTECTED) | Constants.ACC_PUBLIC;
}
return ReflectUtils.getMethodInfo(method, modifiers);
}
});
ClassEmitter e = new ClassEmitter(v);
if (currentData == null) {
/**
* 生成类的版本、访问权限、类名、父类类型、接口列表，来源
* useFactory属性决定了生成类是否继承Factory接口
**/
e.begin_class(Constants.V1_8,
Constants.ACC_PUBLIC,
getClassName(),
Type.getType(sc),
(useFactory ?
TypeUtils.add(TypeUtils.getTypes(interfaces), FACTORY) :
TypeUtils.getTypes(interfaces)),
Constants.SOURCE_FILE);
} else {
e.begin_class(Constants.V1_8,
Constants.ACC_PUBLIC,
getClassName(),
null,
new Type[]{FACTORY},
Constants.SOURCE_FILE);
}
// 将构造方法转换为了MethodInfo对象
List constructorInfo = CollectionUtils.transform(constructors, MethodInfoTransformer.getInstance());
// 声明动态类中私有CGLIB$BOUND布尔类型属性
e.declare_field(Constants.ACC_PRIVATE, BOUND_FIELD, Type.BOOLEAN_TYPE, null);
// 声明动态类中公共静态CGLIB$FACTORY_DATA类型为Object属性
e.declare_field(Constants.ACC_PUBLIC | Constants.ACC_STATIC, FACTORY_DATA_FIELD, OBJECT_TYPE, null);
if (!interceptDuringConstruction) {
// 如果设置interceptDuringConstruction属性为false，会声明动态类中私有CGLIB$CONSTRUCTED属性
e.declare_field(Constants.ACC_PRIVATE, CONSTRUCTED_FIELD, Type.BOOLEAN_TYPE, null);
}
// 声明动态类中私有静态final的CGLIB$THREAD_CALLBACKS类型为ThreadLocal属性
e.declare_field(Constants.PRIVATE_FINAL_STATIC, THREAD_CALLBACKS_FIELD, THREAD_LOCAL, null);
// 声明动态类中私有静态final的CGLIB$STATIC_CALLBACKS类型为Callback属性
e.declare_field(Constants.PRIVATE_FINAL_STATIC, STATIC_CALLBACKS_FIELD, CALLBACK_ARRAY, null);
if (serialVersionUID != null) {
// 声明动态类中私有静态final的serialVersionUID类型为Long属性，并赋值serialVersionUID
e.declare_field(Constants.PRIVATE_FINAL_STATIC, Constants.SUID_FIELD_NAME, Type.LONG_TYPE, serialVersionUID);
}
for (int i = 0; i < callbackTypes.length; i++) {
// 声明动态类中私有的CGLIB$CALLBACK_{index}回调类型属性
e.declare_field(Constants.ACC_PRIVATE, getCallbackField(i), callbackTypes[i], null);
}
// 声明动态类中静态私有的CGLIB$CALLBACK_FILTER属性，类型为Object
e.declare_field(Constants.ACC_PRIVATE | Constants.ACC_STATIC, CALLBACK_FILTER_FIELD, OBJECT_TYPE, null);
if (currentData == null) {
// 产生生成类中所有方法
emitMethods(e, methods, actualMethods);
// 产生生成类中所有构造方法
emitConstructors(e, constructorInfo);
} else {
emitDefaultConstructor(e);
}
// 生成公开静态方法CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS()方法
emitSetThreadCallbacks(e);
// 生成公开静态的CGLIB$SET_STATIC_CALLBACKS()方法
emitSetStaticCallbacks(e);
// 生成私有静态final的CGLIB$BIND_CALLBACKS()方法
emitBindCallbacks(e);
/**
* 下面是生成Factory的实现方法
**/
if (useFactory || currentData != null) {
int[] keys = getCallbackKeys();
emitNewInstanceCallbacks(e);
emitNewInstanceCallback(e);
emitNewInstanceMultiarg(e, constructorInfo);
emitGetCallback(e, keys);
emitSetCallback(e, keys);
emitGetCallbacks(e);
emitSetCallbacks(e);
}
e.end_class();
}
这一部分就是Enhancer实际通过ASM框架生成类的逻辑，结合CGLIB原理简析-前篇中对增强代理类公开方法的讲解来看，逻辑还是十分简单的。但是，在实际使用ASM的一些细节上，本文不再继续深追，后续看时间详细聊下ASM相关知识。
至此，Enhancer动态生成代理类信息的过程基本已经十分清楚了。Enhancer实际继承了AbstractClassGenerator抽象类，该抽象类有重要的两个模版方法，分别是：
- create：创建类信息并返回实例化对象
这一部分主要使用ClassLoaderData类缓存或生成某一加载器下的所有动态生成Class对象，其中缓存二级Key是由Ehancer类依据父类或接口等特征通过KeyFactory生成。获取到Class对象之后再进行实例化。 - generate：生成类信息
这一部分主要是在ClassLoaderData缓存中不存在时，会调用ACG#generate模版进行生成动态类信息。生成类信息包括类名、类字节码分别是通过不同策略进行生成。类字节码策略中会调用ACG实现类的generteClass方法生成，即第三章讲解的通过ASM生成代理类信息的过程。