【趣味設計模式系列】之【代理模式3--Cglib動態代理原始碼解析】

小豬爸爸發表於2020-08-24

1. 圖解

上圖主要描述了Cglib動態代理的主要執行過程,下面做詳細分析,以下原始碼使用的Cglib版本為3.2.12。

2. Enhancer原始碼分析

public Object create() {
    // 判斷是否需要建立物件,false表示需要建立物件
    classOnly = false;
    // 使用的是無參建構函式,引數為null
    argumentTypes = null;
    // 建立動態代理class的方法
    return createHelper();
}

...//此處省略

private Object createHelper() {
    // 檢查CallBack的型別是否符合要求
    preValidate();
    // 建立唯一標識
    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;
    // 呼叫父類建立物件
    Object result = super.create(key);
    return result;
}

使用唯一標識key,用來建立生成唯一的動態代理類,然後將建立的工作委託給父類進行,下面分析父類AbstractClassGenerator的create方法。

3. AbstractClassGenerator原始碼分析

   protected Object create(Object key) {
        try {
            // 獲取類載入器
            ClassLoader loader = getClassLoader();
            // 應用快取,其中key為類載入器,value通過該classloader載入的動態代理類
            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;
            // 獲取快取物件
            Object obj = data.get(this, getUseCache());
            // 如果返回的是Class物件,則建立一個該Class類的例項
            if (obj instanceof Class) {
                return firstInstance((Class) obj);
            }
            // 如果從快取獲取的是EnhancerFactoryData物件,那麼說明已經存在一個相應的動態代理Class物件
            return nextInstance(obj);
        } catch (RuntimeException e) {
            throw e;
        } catch (Error e) {
            throw e;
        } catch (Exception e) {
            throw new CodeGenerationException(e);
        }
    }

下面進入data.get()

public Object get(AbstractClassGenerator gen, boolean useCache) {
    // 如果useCache為false,表示未使用快取
    if (!useCache) {
      // 傳入ClassLoaderData這個內部類的當前物件
      return gen.generate(ClassLoaderData.this);
    } else {
      // 如果useCache為true,表示使用快取
      Object cachedValue = generatedClasses.get(gen);
      return gen.unwrapCachedValue(cachedValue);
    }
}

從原始碼可以看出,若未使用快取,則呼叫gen.generate方法,若使用快取呼叫generatedClasses.get。下面會依次分析,先分析gen.generate

    protected Class generate(ClassLoaderData data) {
        Class gen;
        Object save = CURRENT.get();
        CURRENT.set(this);
        try {
            // 獲取類載入
            ClassLoader classLoader = data.getClassLoader();
            if (classLoader == null) {
                throw new IllegalStateException("ClassLoader is null while trying to define class " +
                        getClassName() + ". It seems that the loader has been expired from a weak reference somehow. " +
                        "Please file an issue at cglib's issue tracker.");
            }
            synchronized (classLoader) {
              // 生成動態代理類的類名
              String name = generateClassName(data.getUniqueNamePredicate());              
              data.reserveName(name);
              this.setClassName(name);
            }
            if (attemptLoad) {
                try {
                    gen = classLoader.loadClass(getClassName());
                    return gen;
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ignore
                }
            }
            // 使用策略模式生成位元組碼
            byte[] b = strategy.generate(this);
            // 獲取生成的動態代理類的類名
            String className = ClassNameReader.getClassName(new ClassReader(b));
            ProtectionDomain protectionDomain = getProtectionDomain();
            synchronized (classLoader) { // just in case
                if (protectionDomain == null) {
                    gen = ReflectUtils.defineClass(className, b, classLoader);
                } else {
                    // 通過classloader載入類位元組碼,返回一個Class物件
                    gen = ReflectUtils.defineClass(className, b, classLoader, protectionDomain);
                }
            }
            // 返回生成的Class物件
            return gen;
        } catch (RuntimeException e) {
            throw e;
        } catch (Error e) {
            throw e;
        } catch (Exception e) {
            throw new CodeGenerationException(e);
        } finally {
            CURRENT.set(save);
        }
    }

上面程式碼中有個核心方法,strategy.generate,預設會進入DefaultGeneratorStrategy的generate方法

    public byte[] generate(ClassGenerator cg) throws Exception {
        // 獲取ClassWriter
        DebuggingClassWriter cw = getClassVisitor();
        // 通過ClassWriter,生成一個代理類的Class檔案
        transform(cg).generateClass(cw);
        // 將代理類的Class檔案轉換成位元組陣列
        return transform(cw.toByteArray());
    }

上述程式碼中,generateClass方法生成Class檔案是底層核心實現,通過ASM框架,完成類的Class物件的組裝,預設走KeyFactory類的generateClass。

      public void generateClass(ClassVisitor v) {
            ClassEmitter ce = new ClassEmitter(v);
            
            Method newInstance = ReflectUtils.findNewInstance(keyInterface);
            if (!newInstance.getReturnType().equals(Object.class)) {
                throw new IllegalArgumentException("newInstance method must return Object");
            }

            Type[] parameterTypes = TypeUtils.getTypes(newInstance.getParameterTypes());
            // 開始生成類的基本資訊,包含Class版本號、訪問許可權、Class名字等
            ce.begin_class(Constants.V1_2,
                           Constants.ACC_PUBLIC,
                           getClassName(),
                           KEY_FACTORY,
                           new Type[]{ Type.getType(keyInterface) },
                           Constants.SOURCE_FILE);
            EmitUtils.null_constructor(ce);
            EmitUtils.factory_method(ce, ReflectUtils.getSignature(newInstance));

            int seed = 0;
            // 生成代理類的方法
            CodeEmitter e = ce.begin_method(Constants.ACC_PUBLIC,
                                            TypeUtils.parseConstructor(parameterTypes),
                                            null);
            e.load_this();
            e.super_invoke_constructor();
            e.load_this();
            List<FieldTypeCustomizer> fieldTypeCustomizers = getCustomizers(FieldTypeCustomizer.class);
            for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
                Type parameterType = parameterTypes[i];
                Type fieldType = parameterType;
                for (FieldTypeCustomizer customizer : fieldTypeCustomizers) {
                    fieldType = customizer.getOutType(i, fieldType);
                }
                seed += fieldType.hashCode();
                ce.declare_field(Constants.ACC_PRIVATE | Constants.ACC_FINAL,
                                 getFieldName(i),
                                 fieldType,
                                 null);
                e.dup();
                e.load_arg(i);
                for (FieldTypeCustomizer customizer : fieldTypeCustomizers) {
                    customizer.customize(e, i, parameterType);
                }
                e.putfield(getFieldName(i));
            }
            e.return_value();
            e.end_method();
            
            // 生成代理類的hashcode方法
            e = ce.begin_method(Constants.ACC_PUBLIC, HASH_CODE, null);
            int hc = (constant != 0) ? constant : PRIMES[(int)(Math.abs(seed) % PRIMES.length)];
            int hm = (multiplier != 0) ? multiplier : PRIMES[(int)(Math.abs(seed * 13) % PRIMES.length)];
            e.push(hc);
            for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
                e.load_this();
                e.getfield(getFieldName(i));
                EmitUtils.hash_code(e, parameterTypes[i], hm, customizers);
            }
            e.return_value();
            e.end_method();

            // 生成代理類的equals方法
            e = ce.begin_method(Constants.ACC_PUBLIC, EQUALS, null);
            Label fail = e.make_label();
            e.load_arg(0);
            e.instance_of_this();
            e.if_jump(e.EQ, fail);
            for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
                e.load_this();
                e.getfield(getFieldName(i));
                e.load_arg(0);
                e.checkcast_this();
                e.getfield(getFieldName(i));
                EmitUtils.not_equals(e, parameterTypes[i], fail, customizers);
            }
            e.push(1);
            e.return_value();
            e.mark(fail);
            e.push(0);
            e.return_value();
            e.end_method();

            // 生成代理類的toString方法
            e = ce.begin_method(Constants.ACC_PUBLIC, TO_STRING, null);
            e.new_instance(Constants.TYPE_STRING_BUFFER);
            e.dup();
            e.invoke_constructor(Constants.TYPE_STRING_BUFFER);
            for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
                if (i > 0) {
                    e.push(", ");
                    e.invoke_virtual(Constants.TYPE_STRING_BUFFER, APPEND_STRING);
                }
                e.load_this();
                e.getfield(getFieldName(i));
                EmitUtils.append_string(e, parameterTypes[i], EmitUtils.DEFAULT_DELIMITERS, customizers);
            }
            e.invoke_virtual(Constants.TYPE_STRING_BUFFER, TO_STRING);
            e.return_value();
            e.end_method();
            // 生成代理類結束
            ce.end_class();
      }

通過分析上述程式碼,得知代理類的Class位元組碼檔案生成是由底層的ClassEmitter封裝ASM框架完成的,關於ASM框架,將在下一講繼續深入,裡面涉及到三種設計模式的具體應用。
如果使用快取方式獲取代理類的Class物件,會呼叫generatedClasses.get,進入方法會到LoadingCache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);
    }

進入createEntry

 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
            task = (FutureTask<V>) v;
        } else {
            task = new FutureTask<V>(new Callable<V>() {
                public V call() throws Exception {
                    return loader.apply(key);
                }
            });
            Object prevTask = map.putIfAbsent(cacheKey, task);
            if (prevTask == null) {
                // creator does the load
                creator = true;
                task.run();
            } else if (prevTask instanceof FutureTask) {
                task = (FutureTask<V>) prevTask;
            } else {
                return (V) prevTask;
            }
        }

上面程式碼會呼叫task.run,進入執行緒loader.apply方法,最終進入AbstractClassGenerator的內部類ClassLoaderData的方法

       public ClassLoaderData(ClassLoader classLoader) {
            if (classLoader == null) {
                throw new IllegalArgumentException("classLoader == null is not yet supported");
            }
            this.classLoader = new WeakReference<ClassLoader>(classLoader);
            Function<AbstractClassGenerator, Object> load =
                    new Function<AbstractClassGenerator, Object>() {
                        public Object apply(AbstractClassGenerator gen) {
                            Class klass = gen.generate(ClassLoaderData.this);
                            return gen.wrapCachedClass(klass);
                        }
                    };
            generatedClasses = new LoadingCache<AbstractClassGenerator, Object, Object>(GET_KEY, load);
        }

會發現,匿名內部類裡面還是會呼叫上面程式碼分析過的gen.generate方法,最終通過位元組碼框架ASM生成Class物件。

3. 逐步除錯解析

整個除錯過程從【趣味設計模式系列】之【代理模式1-基本原理、實戰及框架應用】中的CglibTest示例程式開始除錯,下面除錯過程會比較長,總共分三個階段。

3.1 初始化Enhancer例項階段


進入CglibProxy的createProxy方法,如下圖

當執行到13行時,會初始化父類AbstractClassGenerator的靜態常量值DEFAULT_USE_CACHE,該值預設為true,如下圖

接著會初始化Enhancer的靜態常量KEY_FACTORY,該值也是建立EnhancerKey物件的關鍵,如下圖

隨後進入KeyFactory的create方法

上述方法裡面會呼叫gen.create

繼續呼叫靜態內部類Generator的create方法,介面名為interface net.sf.cglib.proxy.Enhancer$EnhancerKey

隨後呼叫super.create,進入父類AbstractClassGenerator的create方法

再往下會優先從快取取資料

進入data.get方法

預設useCache為true,會走else邏輯,隨後會進入LoadingCache的get方法

上面程式碼34行,會執行createEntry,進入LoadingCache類52行的task執行緒中,61行執行緒執行run方法,會執行執行緒內部call的方法,呼叫loader.apply

再往下會走到AbstractClassGenerator的96行

進入generate方法

再走到320行,進入generateClassName方法,執行生成類名的方法

隨後又回到AbstractClassGenerator,執行332行

進入預設位元組碼生成策略類DefaultGeneratorStrategy的generate方法

執行到25行,進入KeyFactory類的generatorClass方法

上述程式碼,從241行開始,通過ASM框架生成新的類

通過觀察類名,ce下面的classinfo資訊,看出生成類名為net.sf.cglib.proxy.Enhancer$EnhancerKey$$KeyFactoryByCGLIB$$7fb24d72的類,

最後又回到AbstractClassGenerator類的296行,用生成的Class物件,通過反射生成上述類名為net.sf.cglib.proxy.Enhancer$EnhancerKey$$KeyFactoryByCGLIB$$7fb24d72
例項

以上步驟都是在執行Enhancer enhancer = new Enhancer()這一步完成的,總結上述步驟,就是為建立的代理類生成一個唯一的key,該key又由KeyFactory生成,最終生成的key是類名為net.sf.cglib.proxy.Enhancer$EnhancerKey$$KeyFactoryByCGLIB$$7fb24d72的類。

3.2 代理類生成階段

下面繼續調式,走到CglibProxy的18行,開始執行enhancer.create方法,真正建立代理類,見下圖

進入Enhancer的create方法,執行到305行

再進入createHelper方法

發現key為之前生成的類名為net.sf.cglib.proxy.Enhancer$EnhancerKey$$KeyFactoryByCGLIB$$7fb24d72的例項,屬性裡面包含若干屬性物件,其中FIELD_0為com.wzj.cglib.Apple,FIELD_3為回撥型別陣列,陣列裡只有一個元素,值為Lnet/sf/cglib/proxy/MethodInterceptor,再往下繼續走,480行會呼叫父類的create方法,進入又回到之前AbstractClassGenerator類的create方法

執行到294行,從快取獲取值

進入get方法

繼續走else邏輯,再進入get方法,走入34行的createEntry方法

一直往下走,發現除錯步驟與上述一致,中間省去部分步驟,走到代理類的預設命名策略,名字為com.wzj.cglib.Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7

隨後往下幾步與上述一致,最終在生成類的Class檔案時,與上述稍有不同,會走到Enhancer類的generateClass方法

繼續往下走,569行有幾句註釋,執行順序非常重要,必須先新增父類,以及它的父類鏈,然後每個介面以及父類介面,隨後按照註釋說明,到575行,執行getMethods方法,見下圖

進入getMethods方法,執行到551行,進入MethodWrapper.createSet方法

首先會進入靜態常量方法包裝類的key對應類MethodWrapperKey的例項初始化,如下圖

隨後進入KeyFactory的create方法

往下221行,執行super.create方法

進入該方法,又會回到最初的AbstractClassGenerator的create方法,

再往下與上面除錯過的過程類似,中間部分除錯省略,最後生成代理類Class檔案,如下圖

最後回到AbstractClassGenerator類的298行,nextInstance生成代理類的例項

最終通過設定回撥函式,並通過反射完成代理類的例項的初始化,如下圖

3.3 代理類的方法執行階段


進入自定義的intercept方法

進入invokeSuper方法

執行到init方法

進入init的74行

進入helper方法,執行121的create方法

進入create方法,回到AbstractClassGenerator的create方法

根據ci得到該方法的被代理類,代理類,分別生成FastClass的兩個例項f1,f2,下圖是f1的生成過程





同理,生成FastClass的例項f2


目的是計算被代理類與代理類各自的方法的索引,獲取當前方法在f1,f2中的簽名,得到一個index,可以根據index對映對應類的對應方法,因此方法名->簽名->索引值,三者是一一對應關係。
init方法完成後,往下走到228行,這裡通過呼叫代理類的索引值19對應的方法,取代反射

進入會走到被代理類的目標方法

至此,上面代理的全過程已經分析完畢。

4. FastClass原始碼解析

上述除錯過程中,生成了兩個FastClass的例項,分別是被代理類與代理類的在執行代理方法時建立,這裡應用了一個懶載入的思想,也就是說,一開始並沒有FastClass,只有當MethodProxy方法代理真正被請求的時候,被代理類的方法需要對映到代理類的方法時,為了避免過度使用反射,才生成了FastClass的例項,完成呼叫。
FastClass有兩個主要方法,獲取方法簽名後的索引值,以及根據索引值呼叫方法,主要思想就是在為了避免方法呼叫時,過度使用反射造成呼叫慢的問題,下面是兩個方法。

//方法簽名後的索引值
abstract public int getIndex(Signature sig);

//根據索引值呼叫方法
abstract public Object invoke(int index, Object obj, Object[] args) 

示例程式跑完後會在專案的根目錄下生成三個類,其中兩個FastClass類,一個代理類,如圖

Apple$$FastClassByCGLIB$$ca2d2eb9類是為了使用被代理類的方法索引而生成的

//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//

package com.wzj.cglib;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import net.sf.cglib.core.Signature;
import net.sf.cglib.reflect.FastClass;

public class Apple$$FastClassByCGLIB$$ca2d2eb9 extends FastClass {
    public Apple$$FastClassByCGLIB$$ca2d2eb9(Class var1) {
        super(var1);
    }

    public int getIndex(Signature var1) {
        String var10000 = var1.toString();
        switch(var10000.hashCode()) {
        case -1596601914:
            // 當方法為secKill時,索引為0
            if (var10000.equals("secKill()V")) {
                return 0;
            }
            break;
        case 1826985398:
            if (var10000.equals("equals(Ljava/lang/Object;)Z")) {
                return 1;
            }
            break;
        case 1913648695:
            if (var10000.equals("toString()Ljava/lang/String;")) {
                return 2;
            }
            break;
        case 1984935277:
            if (var10000.equals("hashCode()I")) {
                return 3;
            }
        }

        return -1;
    }

    public int getIndex(String var1, Class[] var2) {
        switch(var1.hashCode()) {
        case -1776922004:
            if (var1.equals("toString")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 2;
                }
            }
            break;
        case -1295482945:
            if (var1.equals("equals")) {
                switch(var2.length) {
                case 1:
                    if (var2[0].getName().equals("java.lang.Object")) {
                        return 1;
                    }
                }
            }
            break;
        case 147696667:
            if (var1.equals("hashCode")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 3;
                }
            }
            break;
        case 1969019727:
            if (var1.equals("secKill")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 0;
                }
            }
        }

        return -1;
    }

    public int getIndex(Class[] var1) {
        switch(var1.length) {
        case 0:
            return 0;
        default:
            return -1;
        }
    }

    public Object invoke(int var1, Object var2, Object[] var3) throws InvocationTargetException {
        Apple var10000 = (Apple)var2;
        int var10001 = var1;

        try {
            switch(var10001) {
            case 0:
                var10000.secKill();
                return null;
            case 1:
                return new Boolean(var10000.equals(var3[0]));
            case 2:
                return var10000.toString();
            case 3:
                return new Integer(var10000.hashCode());
            }
        } catch (Throwable var4) {
            throw new InvocationTargetException(var4);
        }

        throw new IllegalArgumentException("Cannot find matching method/constructor");
    }

    public Object newInstance(int var1, Object[] var2) throws InvocationTargetException {
        Apple var10000 = new Apple;
        Apple var10001 = var10000;
        int var10002 = var1;

        try {
            switch(var10002) {
            case 0:
                var10001.<init>();
                return var10000;
            }
        } catch (Throwable var3) {
            throw new InvocationTargetException(var3);
        }

        throw new IllegalArgumentException("Cannot find matching method/constructor");
    }

    public int getMaxIndex() {
        return 3;
    }
}

Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7$$FastClassByCGLIB$$17333818類是為了使用代理類的方法索引而生成的,見下圖

//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//

package com.wzj.cglib;

import com.wzj.cglib.Apple..EnhancerByCGLIB..3a0529f7;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import net.sf.cglib.core.Signature;
import net.sf.cglib.proxy.Callback;
import net.sf.cglib.reflect.FastClass;

public class Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7$$FastClassByCGLIB$$17333818 extends FastClass {
    public Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7$$FastClassByCGLIB$$17333818(Class var1) {
        super(var1);
    }

    public int getIndex(Signature var1) {
        String var10000 = var1.toString();
        switch(var10000.hashCode()) {
        case -2055565910:
            if (var10000.equals("CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS([Lnet/sf/cglib/proxy/Callback;)V")) {
                return 17;
            }
            break;
        case -1882565338:
            if (var10000.equals("CGLIB$equals$1(Ljava/lang/Object;)Z")) {
                return 9;
            }
            break;
        case -1596601914:
            if (var10000.equals("secKill()V")) {
                return 7;
            }
            break;
        case -1457535688:
            if (var10000.equals("CGLIB$STATICHOOK1()V")) {
                return 14;
            }
            break;
        case -1411842725:
            if (var10000.equals("CGLIB$hashCode$3()I")) {
                return 8;
            }
            break;
        case -894172689:
            if (var10000.equals("newInstance(Lnet/sf/cglib/proxy/Callback;)Ljava/lang/Object;")) {
                return 6;
            }
            break;
        case -623122092:
            if (var10000.equals("CGLIB$findMethodProxy(Lnet/sf/cglib/core/Signature;)Lnet/sf/cglib/proxy/MethodProxy;")) {
                return 20;
            }
            break;
        case -508378822:
            if (var10000.equals("clone()Ljava/lang/Object;")) {
                return 3;
            }
            break;
        case -419626537:
            if (var10000.equals("setCallbacks([Lnet/sf/cglib/proxy/Callback;)V")) {
                return 15;
            }
            break;
        case -266769987:
            if (var10000.equals("CGLIB$secKill$0()V")) {
                return 12;
            }
            break;
        case 560567118:
            if (var10000.equals("setCallback(ILnet/sf/cglib/proxy/Callback;)V")) {
                return 13;
            }
            break;
        case 811063227:
            if (var10000.equals("newInstance([Ljava/lang/Class;[Ljava/lang/Object;[Lnet/sf/cglib/proxy/Callback;)Ljava/lang/Object;")) {
                return 5;
            }
            break;
        case 973717575:
            if (var10000.equals("getCallbacks()[Lnet/sf/cglib/proxy/Callback;")) {
                return 18;
            }
            break;
        case 1221173700:
            if (var10000.equals("newInstance([Lnet/sf/cglib/proxy/Callback;)Ljava/lang/Object;")) {
                return 4;
            }
            break;
        case 1230699260:
            if (var10000.equals("getCallback(I)Lnet/sf/cglib/proxy/Callback;")) {
                return 19;
            }
            break;
        case 1306468936:
            if (var10000.equals("CGLIB$toString$2()Ljava/lang/String;")) {
                return 11;
            }
            break;
        case 1584330438:
            if (var10000.equals("CGLIB$SET_STATIC_CALLBACKS([Lnet/sf/cglib/proxy/Callback;)V")) {
                return 16;
            }
            break;
        case 1800494055:
            if (var10000.equals("CGLIB$clone$4()Ljava/lang/Object;")) {
                return 10;
            }
            break;
        case 1826985398:
            if (var10000.equals("equals(Ljava/lang/Object;)Z")) {
                return 0;
            }
            break;
        case 1913648695:
            if (var10000.equals("toString()Ljava/lang/String;")) {
                return 1;
            }
            break;
        case 1984935277:
            if (var10000.equals("hashCode()I")) {
                return 2;
            }
        }

        return -1;
    }

    public int getIndex(String var1, Class[] var2) {
        switch(var1.hashCode()) {
        case -1776922004:
            if (var1.equals("toString")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 1;
                }
            }
            break;
        case -1295482945:
            if (var1.equals("equals")) {
                switch(var2.length) {
                case 1:
                    if (var2[0].getName().equals("java.lang.Object")) {
                        return 0;
                    }
                }
            }
            break;
        case -1053468136:
            if (var1.equals("getCallbacks")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 18;
                }
            }
            break;
        case -124978609:
            if (var1.equals("CGLIB$equals$1")) {
                switch(var2.length) {
                case 1:
                    if (var2[0].getName().equals("java.lang.Object")) {
                        return 9;
                    }
                }
            }
            break;
        case -60403779:
            if (var1.equals("CGLIB$SET_STATIC_CALLBACKS")) {
                switch(var2.length) {
                case 1:
                    if (var2[0].getName().equals("[Lnet.sf.cglib.proxy.Callback;")) {
                        return 16;
                    }
                }
            }
            break;
        case -29025555:
            if (var1.equals("CGLIB$hashCode$3")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 8;
                }
            }
            break;
        case 85179481:
            if (var1.equals("CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS")) {
                switch(var2.length) {
                case 1:
                    if (var2[0].getName().equals("[Lnet.sf.cglib.proxy.Callback;")) {
                        return 17;
                    }
                }
            }
            break;
        case 94756189:
            if (var1.equals("clone")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 3;
                }
            }
            break;
        case 147696667:
            if (var1.equals("hashCode")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 2;
                }
            }
            break;
        case 161998109:
            if (var1.equals("CGLIB$STATICHOOK1")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 14;
                }
            }
            break;
        case 495524492:
            if (var1.equals("setCallbacks")) {
                switch(var2.length) {
                case 1:
                    if (var2[0].getName().equals("[Lnet.sf.cglib.proxy.Callback;")) {
                        return 15;
                    }
                }
            }
            break;
        case 1154623345:
            if (var1.equals("CGLIB$findMethodProxy")) {
                switch(var2.length) {
                case 1:
                    if (var2[0].getName().equals("net.sf.cglib.core.Signature")) {
                        return 20;
                    }
                }
            }
            break;
        case 1543336189:
            if (var1.equals("CGLIB$toString$2")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 11;
                }
            }
            break;
        case 1811874389:
            if (var1.equals("newInstance")) {
                switch(var2.length) {
                case 1:
                    String var10001 = var2[0].getName();
                    switch(var10001.hashCode()) {
                    case -845341380:
                        if (var10001.equals("net.sf.cglib.proxy.Callback")) {
                            return 6;
                        }
                        break;
                    case 1730110032:
                        if (var10001.equals("[Lnet.sf.cglib.proxy.Callback;")) {
                            return 4;
                        }
                    }
                case 2:
                default:
                    break;
                case 3:
                    if (var2[0].getName().equals("[Ljava.lang.Class;") && var2[1].getName().equals("[Ljava.lang.Object;") && var2[2].getName().equals("[Lnet.sf.cglib.proxy.Callback;")) {
                        return 5;
                    }
                }
            }
            break;
        case 1817099975:
            if (var1.equals("setCallback")) {
                switch(var2.length) {
                case 2:
                    if (var2[0].getName().equals("int") && var2[1].getName().equals("net.sf.cglib.proxy.Callback")) {
                        return 13;
                    }
                }
            }
            break;
        case 1905679803:
            if (var1.equals("getCallback")) {
                switch(var2.length) {
                case 1:
                    if (var2[0].getName().equals("int")) {
                        return 19;
                    }
                }
            }
            break;
        case 1951977610:
            if (var1.equals("CGLIB$clone$4")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 10;
                }
            }
            break;
        case 1969019727:
            if (var1.equals("secKill")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 7;
                }
            }
            break;
        case 2019235512:
            // 呼叫CGLIB$secKill$0()時,返回索引值12
            if (var1.equals("CGLIB$secKill$0")) {
                switch(var2.length) {
                case 0:
                    return 12;
                }
            }
        }

        return -1;
    }

    public int getIndex(Class[] var1) {
        switch(var1.length) {
        case 0:
            return 0;
        default:
            return -1;
        }
    }

    public Object invoke(int var1, Object var2, Object[] var3) throws InvocationTargetException {
        3a0529f7 var10000 = (3a0529f7)var2;
        int var10001 = var1;

        try {
            switch(var10001) {
            case 0:
                return new Boolean(var10000.equals(var3[0]));
            case 1:
                return var10000.toString();
            case 2:
                return new Integer(var10000.hashCode());
            case 3:
                return var10000.clone();
            case 4:
                return var10000.newInstance((Callback[])var3[0]);
            case 5:
                return var10000.newInstance((Class[])var3[0], (Object[])var3[1], (Callback[])var3[2]);
            case 6:
                return var10000.newInstance((Callback)var3[0]);
            case 7:
                var10000.secKill();
                return null;
            case 8:
                return new Integer(var10000.CGLIB$hashCode$3());
            case 9:
                return new Boolean(var10000.CGLIB$equals$1(var3[0]));
            case 10:
                return var10000.CGLIB$clone$4();
            case 11:
                return var10000.CGLIB$toString$2();
            // 當計算index為12時,呼叫var10000.CGLIB$secKill$0()
            case 12:
                var10000.CGLIB$secKill$0();
                return null;
            case 13:
                var10000.setCallback(((Number)var3[0]).intValue(), (Callback)var3[1]);
                return null;
            case 14:
                3a0529f7.CGLIB$STATICHOOK1();
                return null;
            case 15:
                var10000.setCallbacks((Callback[])var3[0]);
                return null;
            case 16:
                3a0529f7.CGLIB$SET_STATIC_CALLBACKS((Callback[])var3[0]);
                return null;
            case 17:
                3a0529f7.CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS((Callback[])var3[0]);
                return null;
            case 18:
                return var10000.getCallbacks();
            case 19:
                return var10000.getCallback(((Number)var3[0]).intValue());
            case 20:
                return 3a0529f7.CGLIB$findMethodProxy((Signature)var3[0]);
            }
        } catch (Throwable var4) {
            throw new InvocationTargetException(var4);
        }

        throw new IllegalArgumentException("Cannot find matching method/constructor");
    }

    public Object newInstance(int var1, Object[] var2) throws InvocationTargetException {
        3a0529f7 var10000 = new 3a0529f7;
        3a0529f7 var10001 = var10000;
        int var10002 = var1;

        try {
            switch(var10002) {
            case 0:
                var10001.<init>();
                return var10000;
            }
        } catch (Throwable var3) {
            throw new InvocationTargetException(var3);
        }

        throw new IllegalArgumentException("Cannot find matching method/constructor");
    }

    public int getMaxIndex() {
        return 20;
    }
}

代理類為Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7,如下圖,當下面的CGLIB$secKill$0方法被呼叫時,父類的super.secKill被執行

//
// Source code recreated from a .class file by IntelliJ IDEA
// (powered by Fernflower decompiler)
//

package com.wzj.cglib;

import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.core.ReflectUtils;
import net.sf.cglib.core.Signature;
import net.sf.cglib.proxy.Callback;
import net.sf.cglib.proxy.Factory;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7 extends Apple 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;
    private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;
    private static Object CGLIB$CALLBACK_FILTER;
    private static final Method CGLIB$secKill$0$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$secKill$0$Proxy;
    private static final Object[] CGLIB$emptyArgs;
    private static final Method CGLIB$equals$1$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$equals$1$Proxy;
    private static final Method CGLIB$toString$2$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$toString$2$Proxy;
    private static final Method CGLIB$hashCode$3$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$hashCode$3$Proxy;
    private static final Method CGLIB$clone$4$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$clone$4$Proxy;

    static void CGLIB$STATICHOOK1() {
        CGLIB$THREAD_CALLBACKS = new ThreadLocal();
        CGLIB$emptyArgs = new Object[0];
        Class var0 = Class.forName("com.wzj.cglib.Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7");
        Class var1;
        CGLIB$secKill$0$Method = ReflectUtils.findMethods(new String[]{"secKill", "()V"}, (var1 = Class.forName("com.wzj.cglib.Apple")).getDeclaredMethods())[0];
        CGLIB$secKill$0$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "()V", "secKill", "CGLIB$secKill$0");
        Method[] var10000 = ReflectUtils.findMethods(new String[]{"equals", "(Ljava/lang/Object;)Z", "toString", "()Ljava/lang/String;", "hashCode", "()I", "clone", "()Ljava/lang/Object;"}, (var1 = Class.forName("java.lang.Object")).getDeclaredMethods());
        CGLIB$equals$1$Method = var10000[0];
        CGLIB$equals$1$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "(Ljava/lang/Object;)Z", "equals", "CGLIB$equals$1");
        CGLIB$toString$2$Method = var10000[1];
        CGLIB$toString$2$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "()Ljava/lang/String;", "toString", "CGLIB$toString$2");
        CGLIB$hashCode$3$Method = var10000[2];
        CGLIB$hashCode$3$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "()I", "hashCode", "CGLIB$hashCode$3");
        CGLIB$clone$4$Method = var10000[3];
        CGLIB$clone$4$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "()Ljava/lang/Object;", "clone", "CGLIB$clone$4");
    }

    // 當CGLIB$secKill$0被執行,呼叫父類被代理的方法
    final void CGLIB$secKill$0() {
        super.secKill();
    }
    
    // 當代理方法被執行,內部呼叫自定義intercept方法
    public final void secKill() {
        MethodInterceptor var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        if (var10000 == null) {
            CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
            var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        }

        if (var10000 != null) {
            var10000.intercept(this, CGLIB$secKill$0$Method, CGLIB$emptyArgs, CGLIB$secKill$0$Proxy);
        } else {
            super.secKill();
        }
    }

    final boolean CGLIB$equals$1(Object var1) {
        return super.equals(var1);
    }

    public final boolean equals(Object var1) {
        MethodInterceptor var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        if (var10000 == null) {
            CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
            var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        }

        if (var10000 != null) {
            Object var2 = var10000.intercept(this, CGLIB$equals$1$Method, new Object[]{var1}, CGLIB$equals$1$Proxy);
            return var2 == null ? false : (Boolean)var2;
        } else {
            return super.equals(var1);
        }
    }

    final String CGLIB$toString$2() {
        return super.toString();
    }

    public final String toString() {
        MethodInterceptor var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        if (var10000 == null) {
            CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
            var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        }

        return var10000 != null ? (String)var10000.intercept(this, CGLIB$toString$2$Method, CGLIB$emptyArgs, CGLIB$toString$2$Proxy) : super.toString();
    }

    final int CGLIB$hashCode$3() {
        return super.hashCode();
    }

    public final int hashCode() {
        MethodInterceptor var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        if (var10000 == null) {
            CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
            var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        }

        if (var10000 != null) {
            Object var1 = var10000.intercept(this, CGLIB$hashCode$3$Method, CGLIB$emptyArgs, CGLIB$hashCode$3$Proxy);
            return var1 == null ? 0 : ((Number)var1).intValue();
        } else {
            return super.hashCode();
        }
    }

    final Object CGLIB$clone$4() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        MethodInterceptor var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        if (var10000 == null) {
            CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
            var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
        }

        return var10000 != null ? var10000.intercept(this, CGLIB$clone$4$Method, CGLIB$emptyArgs, CGLIB$clone$4$Proxy) : super.clone();
    }

    public static MethodProxy CGLIB$findMethodProxy(Signature var0) {
        String var10000 = var0.toString();
        switch(var10000.hashCode()) {
        case -1596601914:
            if (var10000.equals("secKill()V")) {
                return CGLIB$secKill$0$Proxy;
            }
            break;
        case -508378822:
            if (var10000.equals("clone()Ljava/lang/Object;")) {
                return CGLIB$clone$4$Proxy;
            }
            break;
        case 1826985398:
            if (var10000.equals("equals(Ljava/lang/Object;)Z")) {
                return CGLIB$equals$1$Proxy;
            }
            break;
        case 1913648695:
            if (var10000.equals("toString()Ljava/lang/String;")) {
                return CGLIB$toString$2$Proxy;
            }
            break;
        case 1984935277:
            if (var10000.equals("hashCode()I")) {
                return CGLIB$hashCode$3$Proxy;
            }
        }

        return null;
    }

    public Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7() {
        CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
    }

    public static void CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(Callback[] var0) {
        CGLIB$THREAD_CALLBACKS.set(var0);
    }

    public static void CGLIB$SET_STATIC_CALLBACKS(Callback[] var0) {
        CGLIB$STATIC_CALLBACKS = var0;
    }

    private static final void CGLIB$BIND_CALLBACKS(Object var0) {
        Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7 var1 = (Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7)var0;
        if (!var1.CGLIB$BOUND) {
            var1.CGLIB$BOUND = true;
            Object var10000 = CGLIB$THREAD_CALLBACKS.get();
            if (var10000 == null) {
                var10000 = CGLIB$STATIC_CALLBACKS;
                if (var10000 == null) {
                    return;
                }
            }

            var1.CGLIB$CALLBACK_0 = (MethodInterceptor)((Callback[])var10000)[0];
        }

    }

    public Object newInstance(Callback[] var1) {
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(var1);
        Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7 var10000 = new Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7();
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS((Callback[])null);
        return var10000;
    }

    public Object newInstance(Callback var1) {
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(new Callback[]{var1});
        Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7 var10000 = new Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7();
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS((Callback[])null);
        return var10000;
    }

    public Object newInstance(Class[] var1, Object[] var2, Callback[] var3) {
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(var3);
        Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7 var10000 = new Apple$$EnhancerByCGLIB$$3a0529f7;
        switch(var1.length) {
        case 0:
            var10000.<init>();
            CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS((Callback[])null);
            return var10000;
        default:
            throw new IllegalArgumentException("Constructor not found");
        }
    }

    public Callback getCallback(int var1) {
        CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
        MethodInterceptor var10000;
        switch(var1) {
        case 0:
            var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
            break;
        default:
            var10000 = null;
        }

        return var10000;
    }

    public void setCallback(int var1, Callback var2) {
        switch(var1) {
        case 0:
            this.CGLIB$CALLBACK_0 = (MethodInterceptor)var2;
        default:
        }
    }

    public Callback[] getCallbacks() {
        CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
        return new Callback[]{this.CGLIB$CALLBACK_0};
    }

    public void setCallbacks(Callback[] var1) {
        this.CGLIB$CALLBACK_0 = (MethodInterceptor)var1[0];
    }

    static {
        CGLIB$STATICHOOK1();
    }
}

5. 總結

5.1 代理的執行的三個階段

  • 第一階段,生成唯一代理類需要唯一的key,key的生成又需要KeyFactory,第一階段就是初始化KeyFactory與key;
  • 第二階段,生成代理類,代理類中的方法通過方法代理一併生成,其中關鍵的步驟都是在AbstractClassGenerator中完成的,並在生成過程中預設使用快取取代理,快取沒有,利用ASM框架生成;
  • 第三階段,代理方法執行階段,通過FastClass生成中間類,為目標方法的執行提供方便。

5.2 FastClass機制

  • 使用了懶載入思想,在執行代理方法階段生成,而非一開始就生成;
  • 通過方法->簽名->索引值的對映,直接根據最終的索引值呼叫代理類方法,而非通過反射,提高效率。

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