目录
- 简介
- 为什么会有动态代理?
- 常见的动态代理有哪些?
- 什么是cglib
- 使用例子
- 需求
- 工程环境
- 主要步骤
- 创建项目
- 引入依赖
- 编写被代理类
- 编写MethodInterceptor接口实现类
- 编写测试类
- 运行结果
- 源码分析-获得代理类的过程
- 主要步骤
- 获得key
- 利用key从缓存中获取Class
- 生成代理类Class
- 代理类代码分析
- cglib生成文件
- 代理类源码
- MethodProxy.create
- MethodProxy.invokeSuper
- FastClass.invoke
简介
为什么会有动态代理?
举个例子,当前有一个用户操作类,要求每个方法执行前打印访问日志。
这里可以采用两种方式:
第一种,静态代理。即通过继承原有类来对方法进行扩展。
当然,这种方式可以实现需求,但是当类的方法很多时,我们需要逐个添加打印日志的代码,非常繁琐。此时,如果要求加入权限校验,这个时候又需要再创建一个代理类。
第二种,动态代理。即通过拦截器的方式来对方法进行扩展。
动态代理只需要重写拦截器的一个方法,相比静态代理,可以减少很多代码。而且,动态代理要实现不同的代理类,只要选择不同的拦截器就可以了(可以选择多个),代理类不需要我们自己实现,可以有效实现代码解耦和可重用。
不限于以上优点,动态代理被广泛应用于日志记录、性能统计、安全控制、事务处理、异常处理等等,是spring实现AOP的重要支持。
常见的动态代理有哪些?
常用的动态代理有:JDK动态代理、cglib。
感兴趣的可以研究下aspectJ
。
什么是cglib
cglib基于asm
字节码生成框架,用于动态生成代理类。与JDK动态代理不同,有以下几点不同:
- JDK动态代理要求被代理类实现某个接口,而cglib无该要求。
- JDK动态代理生成的代理类是该接口实现类,也就是说,不能代理接口中没有的方法,而cglib生成的代理类继承被代理类。
- 在字节码的生成和类的创建上,JDK的动态代理效率更高。
- 在代理方法的执行效率上,由于采用了
FastClass
,cglib的效率更高(以空间换时间)。
注:因为JDK动态代理中代理类中的方法是通过反射调用的,而cglib因为引入了FastClass,可以直接调用代理类对象的方法。
使用例子
需求
模拟对用户数据进行增删改前打印访问日志
工程环境
JDK:1.8
maven:3.6.1
IDE:STS4
主要步骤
- 创建
Enhancer
对象:Enhancer
是cglib代理的对外接口,以下操作都是调用这个类的方法 setSuperclass(Class superclass)
:代理谁?setCallback(final Callback callback)
:怎么代理?(我们需要实现Callback
的子接口MethodInterceptor
,重写其中的intercept
方法,该方法定义了代理规则)create()
:获得代理类- 使用代理类
创建项目
项目类型Maven Project,打包方式jar
引入依赖
<!-- cglib -->
<dependency>
<groupId>cglib</groupId>
<artifactId>cglib</artifactId>
<version>3.2.5</version>
</dependency>
<!-- junit -->
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.12</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
编写被代理类
包路径:cn.zzs.cglib
这里只是简单地测试,不再引入复杂的业务逻辑。
public class UserController {
public void save() {
System.out.println("增加用户");
}
public void delete() {
System.out.println("删除用户");
}
public void update() {
System.out.println("修改用户");
}
public void find() {
System.out.println("查找用户");
}
}
编写MethodInterceptor接口实现类
包路径:cn.zzs.cglib
public class LogInterceptor implements MethodInterceptor {
@Override
public Object intercept( Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy ) throws Throwable {
// 设置需要代理拦截的方法
HashSet<String> set = new HashSet<String>( 6 );
set.add( "save" );
set.add( "delete" );
set.add( "update" );
// 进行日志记录
if( method != null && set.contains( method.getName() ) ) {
System.out.println( "进行" + method.getName() + "的日志记录" );
}
// 执行被代理类的方法
Object obj2 = proxy.invokeSuper( obj, args );
return obj2;
}
}
编写测试类
这里的输出代理类的class文件,方便后面分析。
包路径:test
下的cn.zzs.cglib
public class CglibTest {
@Test
public void test01() {
// 设置输出代理类到指定路径
System.setProperty( DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "D:/growUp/test" );
// 创建Enhancer对象,用于生成代理类
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// 设置哪个类需要代理
enhancer.setSuperclass( UserController.class );
// 设置怎么代理,这里传入的是Callback对象-MethodInterceptor父类
LogInterceptor logInterceptor = new LogInterceptor();
enhancer.setCallback( logInterceptor );
// 获取代理类实例
UserController userController = ( UserController )enhancer.create();
// 测试代理类
System.out.println( "-------------" );
userController.save();
System.out.println( "-------------" );
userController.delete();
System.out.println( "-------------" );
userController.update();
System.out.println( "-------------" );
userController.find();
}
}
运行结果
CGLIB debugging enabled, writing to 'D:/growUp/test'
-------------
进行save的日志记录
增加用户
-------------
进行delete的日志记录
删除用户
-------------
进行update的日志记录
修改用户
-------------
查找用户
源码分析-获得代理类的过程
主要步骤
这里先简单说下过程:
- 根据当前Enhancer实例生成一个唯一标识key
- 用key去缓存中找代理类的Class实例
- 找到了就返回代理类实例
- 找不到就生成后放入map,再返回代理类实例
获得key
接下来具体介绍下。
首先,一进来就先调用了createHelper()
。
public Object create() {
classOnly = false;
argumentTypes = null;
return createHelper();
}
在createHelper()
中,创建了key,这个用于唯一标识当前类及相关配置,用于在缓存中存取代理类的Class实例。接着调用父类AbstractClassGenerator
的create(Object key)
方法获取代理类实例。
private Object createHelper() {
preValidate();
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;
//获取代理类实例
Object result = super.create(key);
return result;
}
在create(Object key)
中,会调用内部类ClassLoaderData
的get(AbstractClassGenerator gen, boolean useCache)
方法获取代理类的Class实例。
protected Object create(Object key) {
try {
ClassLoader loader = getClassLoader();
Map<ClassLoader, ClassLoaderData> cache = CACHE;
ClassLoaderData data = cache.get(loader);
if (data == null) {
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;
//获取代理类的Class类实例
Object obj = data.get(this, getUseCache());
//获取代理类实例
if (obj instanceof Class) {
return firstInstance((Class) obj);
}
return nextInstance(obj);
} catch (RuntimeException e) {
throw e;
} catch (Error e) {
throw e;
} catch (Exception e) {
throw new CodeGenerationException(e);
}
}
利用key从缓存中获取Class
ClassLoaderData
有一个重要字段generatedClasses
,是一个LoadingCache
缓存对象,存放着当前类加载器加载的代理类的Class类实例。在以下方法中,就是从它里面寻找,通过key匹配查找。
//这个对象存放着当前类加载器加载的代理类的Class类实例
private final LoadingCache<AbstractClassGenerator, Object, Object> generatedClasses;
public Object get(AbstractClassGenerator gen, boolean useCache) {
if (!useCache) {
return gen.generate(ClassLoaderData.this);
} else {
//获取代理类的Class类实例
Object cachedValue = generatedClasses.get(gen);
return gen.unwrapCachedValue(cachedValue);
}
}
下面重点看下LoadingCache
这个类,需要重点理解三个字段的意思:
//K:AbstractClassGenerator 这里指Enhancer类
//KK:Object 这里指前面生成key的类
//V:Object 这里指代理类的Class类
public class LoadingCache<K, KK, V> {
//通过key可以拿到代理类的Class实例
protected final ConcurrentMap<KK, Object> map;
//通过loader.apply(Enhancer实例)可以获得代理类的Class实例
protected final Function<K, V> loader;
//通过keyMapper.apply(Enhancer实例)可以获得key
protected final Function<K, KK> keyMapper;
·······
}
这里通过key去map里找代理类的Class实例,如果找不到,会重新生成后放入map中。
public V get(K key) {
final KK cacheKey = keyMapper.apply(key);
Object v = map.get(cacheKey);
if (v != null && !(v instanceof FutureTask)) {
return (V) v;
}
return createEntry(key, cacheKey, v);
}
生成代理类Class
以上基本说完如何从缓存中拿到代理类实例的方法,接下来简单看下生成代理类的过程,即loader.apply(Enhancer实例),里面的generate会生成所需的Class对象,比较复杂,后面有时间再研究吧。
public Object apply(AbstractClassGenerator gen) {
Class klass = gen.generate(ClassLoaderData.this);
return gen.wrapCachedClass(klass);
}
代理类代码分析
cglib生成文件
在一开始指定的路径下,可以看到生成了三个文件,前面简介里说到在代理类的生成上,cglib的效率低于JDK动态代理,主要原因在于多生成了两个FastClass文件,至于这两个文件有什么用呢?接下来会重点分析:
代理类源码
本文采用Luyten
作为反编译工具,一开始用jd-gui
解析,但错误太多。
下面看看代理类的源码。
在初始化时,代理类的字段都会被初始化,这里涉及到MethodProxy
的create
方法。
在实际调用update方法是会调用MethodInterceptor
对象的intercept
方法,执行我们自定义的代码后,最终会调用的是MethodProxy
的invokeSuper
方法。下面重点看看这些方法。
注:考虑篇幅问题,这里仅展示update方法。
//生成类的名字规则是:被代理classname + "$$"+classgeneratorname+"ByCGLIB"+"$$"+key的hashcode
public class UserController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa extends UserController implements Factory {
private boolean CGLIB$BOUND;
public static Object CGLIB$FACTORY_DATA;
private static final ThreadLocal CGLIB$THREAD_CALLBACKS;
private static final Callback[] CGLIB$STATIC_CALLBACKS;
//我们一开始传入的MethodInterceptor对象
private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;
private static Object CGLIB$CALLBACK_FILTER;
//被代理类update方法
private static final Method CGLIB$update$0$Method;
//代理类update方法
private static final MethodProxy CGLIB$update$0$Proxy;
private static final Object[] CGLIB$emptyArgs;
static void CGLIB$STATICHOOK1() {
CGLIB$THREAD_CALLBACKS = new ThreadLocal();
CGLIB$emptyArgs = new Object[0];
//代理类Class对象
final Class<?> forName = Class.forName("cn.zzs.cglib.UserController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa");
//被代理类Class对象
final Class<?> forName2;
final Method[] methods = ReflectUtils.findMethods(new String[] { "update", "()V", "find", "()V", "delete", "()V", "save", "()V" },
(forName2 = Class.forName("cn.zzs.cglib.UserController")).getDeclaredMethods());
//初始化被代理类update方法
CGLIB$update$0$Method = methods[0];
//初始化代理类update方法
CGLIB$update$0$Proxy = MethodProxy.create((Class)forName2, (Class)forName, "()V", "update", "CGLIB$update$0");
}
final void CGLIB$update$0() {
super.update();
}
public final void update() {
MethodInterceptor cglib$CALLBACK_2;
MethodInterceptor cglib$CALLBACK_0;
if ((cglib$CALLBACK_0 = (cglib$CALLBACK_2 = this.CGLIB$CALLBACK_0)) == null) {
CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
cglib$CALLBACK_2 = (cglib$CALLBACK_0 = this.CGLIB$CALLBACK_0);
}
//一般走这里,即调用我们传入MethodInterceptor对象的intercept方法
if (cglib$CALLBACK_0 != null) {
cglib$CALLBACK_2.intercept((Object)this, UserController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa.CGLIB$update$0$Method, UserController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa.CGLIB$emptyArgs, UserController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa.CGLIB$update$0$Proxy);
return;
}
super.update();
}
MethodProxy.create
通过以下代码可以知道,MethodProxy
对象CGLIB$update$0$Proxy
持有了代理类和被代理类的Class实例,以及代理方法和被代理方法的符号表示,这两个sig用于后面获取方法索引。
//Class c1, 被代理对象
//Class c2, 代理对象
//String desc, 参数列表描述
//String name1, 被代理方法
//String name2,代理方法
public static MethodProxy create(Class c1, Class c2, String desc, String name1, String name2) {
MethodProxy proxy = new MethodProxy();
//创建方法签名
proxy.sig1 = new Signature(name1, desc);
proxy.sig2 = new Signature(name2, desc);
//创建createInfo
proxy.createInfo = new CreateInfo(c1, c2);
return proxy;
}
MethodProxy.invokeSuper
以下方法中会去创建两个FastClass文件,也就是我们看到的另外两个文件。当然,它们只会创建一次。
另外,通过原来的方法签名获得了update的方法索引。
//传入参数obj:代理类实例
public Object invokeSuper(Object obj, Object[] args) throws Throwable {
try {
//初始化,创建了两个FastClass类对象,并根据原来的方法签名得到方法索引
init();
//这个对象持有两个FastClass类对象和方法的索引
FastClassInfo fci = fastClassInfo;
//调用了代理对象FastClass的invoke方法
return fci.f2.invoke(fci.i2, obj, args);
} catch (InvocationTargetException e) {
throw e.getTargetException();
}
}
private void init(){
if (fastClassInfo == null){
synchronized (initLock){
if (fastClassInfo == null){
CreateInfo ci = createInfo;
FastClassInfo fci = new FastClassInfo();
//helper方法用ASM框架去生成了两个FastClass类
fci.f1 = helper(ci, ci.c1);
fci.f2 = helper(ci, ci.c2);
fci.i1 = fci.f1.getIndex(sig1);
fci.i2 = fci.f2.getIndex(sig2);
fastClassInfo = fci;
createInfo = null;
}
}
}
}
private static class FastClassInfo{
FastClass f1;//被代理对象FastClass
FastClass f2;//代理对象FastClass
int i1;//被代理update方法的索引
int i2; //代理update方法的索引
}
FastClass.invoke
根据方法索引进行匹配,可以直接调用代理类实例的方法,而不需要像JDK动态代理一样采用反射的方式,所以在方法执行上,cglib的效率会更高。
//传入参数:
//n:方法索引
//o:代理类实例
//array:方法输入参数
public Object invoke(final int n, final Object o, final Object[] array) throws InvocationTargetException {
final UserController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa userController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa = (UserController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa)o;
try {
switch (n) {
case 0: {
return new Boolean(userController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa.equals(array[0]));
}
case 1: {
return userController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa.toString();
}
case 2: {
return new Integer(userController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa.hashCode());
}
case 3: {
return userController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa.clone();
}
case 4: {
//通过匹配方法索引,直接调用该方法
userController$$EnhancerByCGLIB$$e6f193aa.update();
return null;
}
·······
}
catch (Throwable t) {
throw new InvocationTargetException(t);
}
throw new IllegalArgumentException("Cannot find matching method/constructor");
}
版权所有,相关源码请移步:https://github.com/ZhangZiSheng001/cglib-demo.git
原文地址:https://www.cnblogs.com/ZhangZiSheng001/p/11917086.html