靜態代理和動態代理(jdk/cglib)詳解

張天賜的部落格發表於2020-08-11
1.靜態代理模式

代理模式上,基本上有Subject角色,RealSubject角色,Proxy角色。其中:Subject角色負責定義RealSubject和Proxy角色應該實現的介面;RealSubject角色用來真正完成業務服務功能;Proxy角色負責將自身的Request請求,呼叫realsubject 對應的request功能來實現業務功能,自己不真正做業務。

靜態代理的簡單實現:

Subject角色

public interface ToBPayment {
    void pay();
}
public interface ToCPayment {
    void pay();
}

RealSubject角色:

public class ToBPaymentImpl implements ToBPayment {
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("以公司的名義進行支付");
    }
}
public class ToCPaymentImpl implements ToCPayment {
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("以使用者的名義進行支付");
    }
}

Proxy角色:

public class AlipayToB implements ToBPayment {
    ToBPayment toBPayment;

    public AlipayToB(ToBPayment toBPayment){
        this.toBPayment = toBPayment;
    }

    @Override
    public void pay() {
        beforePay();
        toBPayment.pay();
        afterPay();
    }

    private void beforePay() {
        System.out.println("從招行取款");
    }
    private void afterPay() {
        System.out.println("支付給xx");
    }
}
public class AlipayToC implements ToCPayment {
    ToCPayment toCPayment;
    public AlipayToC(ToCPayment toCPayment){
        this.toCPayment = toCPayment;
    }
    @Override
    public void pay() {
        beforePay();
        toCPayment.pay();
        afterPay();
    }

    private void beforePay() {
        System.out.println("從招行取款");
    }
    private void afterPay() {
        System.out.println("支付給xx");
    }
}

當在程式碼階段規定這種代理關係,Proxy類通過編譯器編譯成class檔案,當系統執行時,此class已經存在了。這種靜態的代理模式固然在訪問無法訪問的資源,增強現有的介面業務功能方面有很大的優點但是大量使用這種靜態代理,會使我們系統內的類的規模增大,並且不易維護;並且由於Proxy和RealSubject的功能 本質上是相同的,Proxy只是起到了中介的作用,這種代理在系統中的存在,導致系統結構比較臃腫和鬆散。

靜態代理模式的優點:增強現有的介面業務功能方面有很大的優點。

靜態代理模式的缺點:大量使用這種靜態代理,會使我們系統內的類的規模增大,並且不易維護。

二.動態代理模式

  為了解決這個問題,就有了動態地建立Proxy的想法:在執行狀態中,需要代理的地方,根據Subject 和RealSubject,動態地建立一個Proxy,用完之後,就會銷燬,這樣就可以避免了Proxy 角色的class在系統中冗雜的問題了。

​ 由於JVM通過位元組碼的二進位制資訊載入類的,那麼,如果我們在執行期系統中,遵循Java編譯系統組織.class檔案的格式和結構,生成相應的二進位制資料,然後再把這個二進位制資料載入轉換成對應的類,這樣,就完成了在程式碼中,動態建立一個類的能力了。

在執行時期可以按照Java虛擬機器規範對class檔案的組織規則生成對應的二進位制位元組碼。當前有很多開源框架可以完成這些功能,如ASM,Javassist。

  

JDK動態代理和cgLib動態代理

在物件導向的程式設計之中,如果我們想要約定Proxy 和RealSubject可以實現相同的功能,有兩種方式:

  a.一個比較直觀的方式,就是定義一個功能介面,然後讓Proxy 和RealSubject來實現這個介面。

  b.還有比較隱晦的方式,就是通過繼承。因為如果Proxy 繼承自RealSubject,這樣Proxy則擁有了RealSubject的功能,Proxy還可以通過重寫RealSubject中的方法,來實現多型。

JDK動態代理

其中JDK中提供的建立動態代理的機制,是以a 這種思路設計的,而cglib 則是以b思路設計的。

  • JDK的動態代理建立機制----通過介面

比如現在想為RealSubject這個類建立一個動態代理物件,JDK主要會做以下工作:

  1. 獲取 RealSubject上的所有介面列表;
  2. 確定要生成的代理類的類名,預設為:com.sun.proxy.$ProxyXXXX ;
  3. 根據需要實現的介面資訊,在程式碼中動態建立 該Proxy類的位元組碼;
  4. 將對應的位元組碼轉換為對應的class 物件;
  5. 建立InvocationHandler 例項handler,用來處理Proxy所有方法呼叫;
  6. Proxy 的class物件 以建立的handler物件為引數,例項化一個proxy物件

簡單實現如下:

public class AlipayInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object targetObject;
    public AlipayInvocationHandler(Object targetObject){
        this.targetObject = targetObject;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        beforePay();
        Object result = method.invoke(targetObject, args);
        afterPay();
        return result;
    }

    private void beforePay() {
        System.out.println("從招行取款");
    }
    private void afterPay() {
        System.out.println("支付給xx");
    }
}
public class JdkDynamicProxyUtil {
    public static <T>T newProxyInstance(T targetObject, InvocationHandler handler){
      	//1.獲取對應的類載入器
        ClassLoader classLoader = targetObject.getClass().getClassLoader();
      	//2.獲取代理的所有介面
        Class<?>[]  interfaces = targetObject.getClass().getInterfaces();
        return (T)Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, handler);
    }
}
  • cglib 生成動態代理類的機制----通過類繼承:

JDK中提供的生成動態代理類的機制有個鮮明的特點是: 某個類必須有實現的介面,而生成的代理類也只能代理某個類介面定義的方法,如果某個類沒有實現介面,那麼這個類就不能同JDK產生動態代理了。

幸好我們有cglib。“CGLIB(Code Generation Library),是一個強大的,高效能,高質量的Code生成類庫,它可以在執行期擴充套件Java類與實現Java介面。”

cglib 建立某個類A的動態代理類的模式是:

  1. 查詢A上的所有非final的public型別的方法定義;
  2. 將這些方法的定義轉換成位元組碼;
  3. 將組成的位元組碼轉換成相應的代理的class物件;
  4. 實現MethodInterceptor介面,用來處理對代理類上所有方法的請求(這個介面和JDK動態代理InvocationHandler的功能和角色是一樣的

簡單實現如下:

public class AlipayMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        beforePay();
        Object result = methodProxy.invokeSuper(o, args);
        afterPay();
        return result;
    }
    private void beforePay() {
        System.out.println("從招行取款");
    }
    private void afterPay() {
        System.out.println("支付給xx");
    }
}
public class CglibUtil {
    public static <T>T createProxy(T targetObject, MethodInterceptor methodInterceptor){
        return (T)Enhancer.create(targetObject.getClass(), methodInterceptor);
    }
}
  1. JDK動態代理和cglib位元組碼生成的區別?

    • JDK動態代理只能對實現了介面的類生成代理,而不能針對類。

    • Cglib是針對類實現代理,主要是對指定的類生成一個子類,覆蓋其中的方法,並覆蓋其中方法的增強,但是因為採用的是繼承 ,所以該類或方法最好不要生成final,對於final類或方法,是無法繼承的。

2.如何選擇是用jdk動態代理還是cglib動態代理?

Spring如何選擇是用JDK還是cglib
i. 當bean實現介面時,會用JDK代理模式
ii. 當bean沒有實現介面,用cglib實現

參考部落格:https://www.cnblogs.com/rinack/p/7742682.html

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