动态代理的原理及其应用-白红宇

动态代理的介绍

动态代理是一种在运行时动态地创建代理对象，动态地处理代理方法调用的机制。

实际上它是一种代理机制。代理可以看做是对调用目标的一个封装，直接通过代理来实现对目标代码的调用

与静态代理的比较

静态代理

提前写好代理类，每个业务类都要对应一个代理类,不灵活

ISubject,该接口是被访问者或者被访问的对象

SubjectImpl，被访问者的具体实现类

SubjectProxy,被访问者或被访问资源的代理实现类

Client:代表访问者的抽象角色，client将会访问Isubject类型的对象或者资源，通过代理类进行访问。

这里的SubjectImpl和SubjectProxy都实现了ISubject的接口，SubjectProxy是将请求转发给SubjectImpl,其内部有SubjectImpl的对象，并且可以添加一些限制

以上的图解本质上就是代理模式的一个讲解，适用于静态代理和动态代理，区别在于代理对象和代理方法生成的时间和方式不同。

动态代理是运行时自动生成代理对象，一个缺点是生成代理对象和调用代理方法需要耗费时间

动态代理的实现方式

动态代理主要有两种实现方式，一种是JDK动态代理，一种是CGLIB字节码机制，当然还有Javassist或ASM库，这两个在CGLIB那块一并介绍

JDK动态代理

说到JDK动态代理，就不得不提起反射机制，JDK动态代理就是通过反射机制实现的。

反射机制

反射就是通过Class类和java.lang.reflect类库在运行时获取某个类的信息。比如通过java.lang.reflect类库中Field,Method以及Constructor类就可以获取类的相关信息

JDK动态代理的实现

下面是通过反射机制实现JDK动态代理的一个简单例子

/** * 动态代理的实现 * * @author pjmike * @create 2018-08-04 17:42 */public class DynamicProxy {    public static void main(String[] args) {        IHelloImpl hello = new IHelloImpl();        MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(hello);        //获取目标用户的代理对象        IHello proxyHello = (IHello) Proxy.newProxyInstance(IHelloImpl.class.getClassLoader(), IHelloImpl.class.getInterfaces(), handler);        //调用代理方法        proxyHello.sayHello();    }}/** * 被访问者接口 */interface IHello{    void sayHello();}/** * 被访问者的具体实现类 */class IHelloImpl implements IHello {    @Override    public void sayHello() {        System.out.println("Hello World");    }}class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {    private Object target;    /**     *     * @param target 被代理的目标对象     */    public MyInvocationHandler(Object target) {        this.target = target;    }    /**     * 执行目标对象的方法     *     * @param proxy 代理对象     * @param method 代理方法     * @param args 方法参数     * @return     * @throws Throwable     */    @Override    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {        System.out.println("invoke method");        System.out.println("Method name : "+method.getName());        Object result = method.invoke(target, args);        return result;    }}复制代码

从上面的例子中可以看出，代理对象的生成是通过Proxy.newProxyInstance()来完成的

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,                                          Class
    [] interfaces,                                          InvocationHandler h)复制代码

newProxyInstance()方法主要以下三个参数

类加载器(ClassLoader)用来加载动态代理类

一个要实现接口的数组，从这点就可以看出，要想使用JDK动态代理，必须要有接口类

InvocactionHandler接口的一个实现

动态代理可以将所有调用重定向到调用处理器，因此通常上会向调用处理器的构造器传递一个"实际"对象的引用，从而使得处理器在执行任务时，可以请求转发。

利用CGLIB实现动态代理

是一种基于ASM的字节码生成库，用于生成和转换Java字节码.

而ASM是一个轻量但高性能的字节码操作框架。cglib是基于ASM的上层应用，对于代理没有实现接口的类，cglib非常实用。

CGLIB动态代理的简单例子

本质上说，对于需要被代理的类，它只是动态生成一个子类以覆盖非final的方法，同时绑定钩子回调自定义的拦截器。

添加CGLIB依赖


          
     
      cglib
           
     
      cglib
           
     
      3.2.4
      /dependency>复制代码

package com.pjmike.proxy;import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;import java.lang.reflect.Method;/** * CGLIB动态代理实现 * * @author pjmike * @create 2018-08-06 16:55 */public class CglibProxy {    public static void main(String[] args) {        //Enhancer是CGLIB的核心工具类,是一个字节码增强器，它可以方便的对类进行扩展        Enhancer enhancer = new Enhancer();        enhancer.setSuperclass(PersonService.class);        //设置回调所需的拦截器        enhancer.setCallback(new MyMethodInterceptor());        //通过enhancer.create()方法获取代理对象        //对代理对象所有非final的方法调用都会转发给MethodInterceptor.intercept方法,        //作用跟JDK动态代理的InvocationHandler类似        PersonService personService = (PersonService) enhancer.create();        System.out.println(personService.sayHello("pjmike"));    }}class PersonService {    public String sayHello(String name) {        return "Hello, " + name;    }}class MyMethodInterceptor implements MethodInterceptor {    @Override    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {        return methodProxy.invokeSuper(obj, args);    }}复制代码

至于上面提到的javassist也是需要直接操作字节码，跟ASM类似，所以这两者使用门槛比较高，一般用于框架的底层实现。比如hibernate底层使用了javassist和cglib.

javassist

javassist是一个运行时编译库，可以动态的生成或修改类的字节码。它有两种实现动态代理的方案： javassist提供的动态代理接口和javassist字节码。

因为javassist提供动态代理接口比较慢，所以这里主要分析javassist字节码，先不考虑其动态代理接口。至于这几种代理方案的性能比较问题，参考。

javassist主要由CtClass,CtMethod,CtField几个类组成，与JDK反射中的Class,Method,Field相似。

简单使用

添加依赖


          
     
      org.javassist
           
     
      javassist
           
     
      3.21.0-GA
     
    复制代码

代码

package com.pjmike.proxy;import javassist.*;/** * javassist字节码 * * @author pjmike * @create 2018-08-07 0:07 */public class JavassistByteCode {    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, CannotCompileException, InstantiationException, NotFoundException {        ByteCodeAPI byteCodeApi = createJavassistBycodeDynamicProxy();        System.out.println(byteCodeApi.sayHello());    }    public static ByteCodeAPI createJavassistBycodeDynamicProxy() throws CannotCompileException, IllegalAccessException, InstantiationException, NotFoundException {        //获取运行时类的上下文        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();        //动态创建类        CtClass cc = pool.makeClass(ByteCodeAPI.class.getName()+"demo");        cc.addInterface(pool.get(ByteCodeAPI.class.getName()));        //创建属性        CtField field = CtField.make("private String a;", cc);        cc.addField(field);        //创建方法        CtMethod method = CtMethod.make("public String sayHello() {return \"hello\";}", cc);        cc.addMethod(method);        //添加构造器        cc.addConstructor(CtNewConstructor.defaultConstructor(cc));        Class
     pc = cc.toClass();        ByteCodeAPI byteCodeApi = (ByteCodeAPI) pc.newInstance();        return byteCodeApi;    }}interface ByteCodeAPI {    public String sayHello();}//结果：输出 hello复制代码

动态代理的实际应用

动态代理实际上有很多应用，比如spring aop的实现，rpc框架的实现，一些第三方工具库的内部使用等等。这里简单介绍动态代理在spring aop和RPC框架中的应用

应用一: Spring AOP的动态代理实现

Spring AOP的动态代理实现主要有两种方式，JDK动态代理和CGLIB字节码生成。

默认情况下，如果Spring AOP发现目标对象后实现了相应的interface,则采用JDK动态代理机制为其生成代理对象。如果没有发现接口，则采用CGLIB的方式为目标对象生成动态的代理对象实例

应用二: RPC框架中的应用

RPC即远程过程调用，它的实现中使用到了动态代理，关于RPC的具体原理参照等文章

实际上RPC框架要解决的一个问题就是: 如何调用他人的远程服务？像调用本地服务一样调用远程服务。

如何封装数据，通过网络传输给远程服务，使远程接口透明，这就需要动态代理的帮助了。所以透明化远程服务调用就是要利用动态代理，在代理层对数据进行封装，网络传输等操作。

小结

实际开发中，我们很多时候都是利用现成的框架和开源库，其中就包含动态代理的应用。只有真正了解了动态代理的知识，才能更好地理解其在框架中的设计，也有利于更好的去使用框架。