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jdk动态代理的原理(动态代理是如何实现的)

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jdk动态代理的原理(动态代理是如何实现的)(1)

知识解读

动态代理的常用实现方式是反射。反射机制是指程序在运行期间可以访问、检测和修改其本身状态或行为的一种能力,使用反射我们可以调用任意一个类对象,以及类对象中包含的属性及方法。

但动态代理不止有反射一种实现方式,例如,动态代理可以通过 CGLib 来实现,而 CGLib 是基于 ASM(一个 Java 字节码操作框架)而非反射实现的。简单来说,动态代理是一种行为方式,而反射或 ASM 只是它的一种实现手段而已。

JDK Proxy 和 CGLib 的区别主要体现在以下几个方面:

JDK Proxy 是 Java 语言自带的功能,无需通过加载第三方类实现;Java 对 JDK Proxy 提供了稳定的支持,并且会持续地升级和更新 JDK Proxy,例如 Java 8 版本中的 JDKProxy 性能相比于之前版本提升了很多;JDK Proxy 是通过拦截器加反射的方式实现的;JDK Proxy 只能代理继承接口的类;JDK Proxy 实现和调用起来比较简单;cglib 是第三方提供的工具,基于 ASM 实现的,性能比较高;CGLib 无需通过接口来实现,它是通过实现子类的方式来完成调用的。重点分析

很多人经常会把反射和动态代理划为等号,但从严格意义上来说,这种想法是不正确的,真正能搞懂它们之间的关系,也体现了你扎实 Java 的基本功。和这个问题相关的知识点,还有以下几个:

你对 JDK Proxy 和 CGLib 的掌握程度。Lombok 是通过反射实现的吗?动态代理和静态代理有什么区别?动态代理的使用场景有哪些?Spring 中的动态代理是通过什么方式实现的?知识扩展

1.JDK Proxy 和 CGLib 的使用及代码分析

JDK Proxy 动态代理实现

JDK Proxy 动态代理的实现无需引用第三方类,只需要实现 InvocationHandler 接口,重写 invoke() 方法即可,整个实现代码如下所示:

import java.lang.reflect.InvocationHandler;import java.lang.reflect.InvocationTargetException;import Java.lang.reflect.Method;import java.lang.reflect.Proxy;/** * JDK Proxy 相关示例 */public class ProxyExample { static interface Car { void running(); } static class Bus implements Car { @Override public void running() { System.out.println("The bus is running."); } } static class Taxi implements Car { @Override public void running() { System.out.println("The taxi is running."); } } /** * JDK Proxy */ static class JDKProxy implements InvocationHandler { private Object target; // 代理对象 // 获取到代理对象 public Object getInstance(Object target) { this.target = target; // 取得代理对象 return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this); } /** * 执行代理方法 * @param proxy 代理对象 * @param method 代理方法 * @param args 方法的参数 * @return * @throws InvocationTargetException * @throws IllegalAccessException */ @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException { System.out.println("动态代理之前的业务处理."); Object result = method.invoke(target, args); // 执行调用方法(此方法执行前后,可以进行相关业务处理) return result; } } public static void main(String[] args) { // 执行 JDK Proxy JDKProxy jdkProxy = new JDKProxy(); Car carInstance = (Car) jdkProxy.getInstance(new Taxi()); carInstance.running();

以上程序的执行结果是:

动态代理之前的业务处理.

The taxi is running.

可以看出 JDK Proxy 实现动态代理的核心是实现 Invocation 接口,我们查看 Invocation 的源码,会发现里面其实只有一个 invoke() 方法,源码如下:

public interface InvocationHandler { public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable;}

这是因为在动态代理中有一个重要的角色也就是代理器,它用于统一管理被代理的对象,显然 InvocationHandler 就是这个代理器,而 invoke() 方法则是触发代理的执行方法,我们通过实现 Invocation 接口来拥有动态代理的能力。

CGLib 的实现

在使用 CGLib 之前,我们要先在项目中引入 CGLib 框架,在 pom.xml 中添加如下配置:

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/cglib/cglib --><dependency> <groupId>cglib</groupId> <artifactId>cglib</artifactId> <version>3.3.0</version></dependency>

CGLib 实现代码如下:

package com.lagou.interview;import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;import java.lang.reflect.Method;public class CGLibExample { static class Car { public void running() { System.out.println("The car is running."); } } /** * CGLib 代理类 */ static class CGLibProxy implements MethodInterceptor { private Object target; // 代理对象 public Object getInstance(Object target) { this.target = target; Enhancer enhancer = new Enhancer(); // 设置父类为实例类 enhancer.setSuperclass(this.target.getClass()); // 回调方法 enhancer.setCallback(this); // 创建代理对象 return enhancer.create(); } @Override public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable { System.out.println("方法调用前业务处理."); Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects); // 执行方法调用 return result; } } // 执行 CGLib 的方法调用 public static void main(String[] args) { // 创建 CGLib 代理类 CGLibProxy proxy = new CGLibProxy(); // 初始化代理对象 Car car = (Car) proxy.getInstance(new Car()); // 执行方法 car.running();

以上程序的执行结果是:

方法调用前业务处理.

The car is running.

可以看出 CGLib 和 JDK Proxy 的实现代码比较类似,都是通过实现代理器的接口,再调用某一个方法完成动态代理的,唯一不同的是,CGLib 在初始化被代理类时,是通过 Enhancer 对象把代理对象设置为被代理类的子类来实现动态代理的。因此被代理类不能被关键字 final 修饰,如果被 final 修饰,再使用 Enhancer 设置父类时会报错,动态代理的构建会失败。

2.Lombok 原理分析

在开始讲 Lombok 的原理之前,我们先来简单地介绍一下 Lombok,它属于 Java 的一个热门工具类,使用它可以有效地解决代码工程中那些繁琐又重复的代码,如 Setter、Getter、toString、equals 和 hashCode 等等,像这种方法都可以使用 Lombok 注解来完成。

例如,我们使用比较多的 Setter 和 Getter 方法,在没有使用 Lombok 之前,代码是这样的:

public class Person { private Integer id; private String name; public Integer getId() { return id; } public void setId(Integer id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; }}

在使用 Lombok 之后,代码是这样的:

@Datapublic class Person { private Integer id; private String name;}

可以看出 Lombok 让代码简单和优雅了很多。

Tips:如果在项目中使用了 Lombok 的 Getter 和 Setter 注解,那么想要在编码阶段成功调用对象的 set 或 get 方法,我们需要在 IDE 中安装 Lombok 插件才行,比如 Idea 的插件如下图所示:

jdk动态代理的原理(动态代理是如何实现的)(2)

接下来讲讲 Lombok 的原理。

Lombok 的实现和反射没有任何关系,前面我们说了反射是程序在运行期的一种自省(introspect)能力,而 Lombok 的实现是在编译期就完成了,为什么这么说呢?

回到我们刚才 Setter/Getter 的方法,当我们打开 Person 的编译类就会发现,使用了 Lombok 的 @Data 注解后的源码竟然是这样的:

jdk动态代理的原理(动态代理是如何实现的)(3)

可以看出 Lombok 是在编译期就为我们生成了对应的字节码。

其实 Lombok 是基于 Java 1.6 实现的 JSR 269: Pluggable Annotation Processing API 来实现的,也就是通过编译期自定义注解处理器来实现的,它的执行步骤如下:

jdk动态代理的原理(动态代理是如何实现的)(4)

从流程图中可以看出,在编译期阶段,当 Java 源码被抽象成语法树(AST)之后,Lombok 会根据自己的注解处理器动态修改 AST,增加新的代码(节点),在这一切执行之后就生成了最终的字节码(.class)文件,这就是 Lombok 的执行原理。

3.动态代理知识点扩充

动态代理和静态代理的区别?静态代理其实就是事先写好代理类,可以手工编写也可以使用工具生成,但它的缺点是每个业务类都要对应一个代理类,特别不灵活也不方便,于是就有了动态代理。

动态代理的常见使用场景有 RPC 框架的封装、AOP(面向切面编程)的实现、JDBC 的连接等。

Spring 框架中同时使用了两种动态代理 JDK Proxy 和 CGLib,当 Bean 实现了接口时,Spring 就会使用 JDK Proxy,在没有实现接口时就会使用 CGLib,我们也可以在配置中指定强制使用 CGLib,只需要在 Spring 配置中添加 <aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class=“true”/> 即可。

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总结

本文介绍了 JDK Proxy 和 CGLib 的区别,JDK Proxy 是 Java 语言内置的动态代理,必须要通过实现接口的方式来代理相关的类,而 CGLib 是第三方提供的基于 ASM 的高效动态代理类,它通过实现被代理类的子类来实现动态代理的功能,因此被代理的类不能使用 final 修饰。

除了 JDK Proxy 和 CGLib 之外,我们还讲了 Java 中常用的工具类 Lombok 的实现原理,它其实和反射是没有任何关系的;最后讲了动态代理的使用场景以及 Spring 中动态代理的实现方式,希望本文可以帮助到你。

作者:博客菜鸟飞飞飞

原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_38933749/article/details/109018919


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