Java中的静态代理和动态代理
共 7262字,需浏览 15分钟
·
2020-09-06 15:34
点击上方蓝色字体,选择“标星公众号”
优质文章,第一时间送达
作者 | ?沙漠骆驼
来源 | urlify.cn/rIv26v
最近在学习MyBatis源码,了解到MyBatis里之所以只需要开发者编写Mapper接口即可执行SQL,就是因为JDK的动态代理在背后默默为我们做了很多事情。但是我自己对动态代理还只是一知半解,于是手机整理资料学习,整理了这篇笔记。
说到动态代理,首先要讲的就是设计模式中的代理模式,而对于代理,根据创建代理类的时间点,又可以分为静态代理和动态代理。
1. 代理模式
代理模式(Proxy),为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。他的特征是代理类与委托类实现相同的接口,代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类以及事后处理消息等。代理类与委托类质检通常会存在关联关系,一个代理类的对象与一个委托类的对象关联,代理类的对象本身并不真正实现服务,而是通过调用委托类的对象的相关方法,来提供特定的服务。简单来说就是,我们访问实际对象时,是通过代理对象来访问的,代理模式就是在访问实际对象时引入一定程度的间接性,因为这种间接性,使我们可以附加多种用途。
Tips:
委托类:指的是代理模式中的被代理对象
代理类:指的是生成的代表委托类的一个角色
Java代理模式实现方式,主要有以下五种方法
静态代理,由开发者编辑代理类代码,实现代理模式。在编译器就生成了代理类。
基于JDK实现动态代理,通过JDK提供的工具方法Proxy.newProxyInstance()动态构建全新的代理类字节码文件并实例化对象返回,这个代理类继承Proxy类,并持有InvocationHandler接口引用。JDK动态代理是由Java内部的反射机制来实例化代理对象,并代理的调用委托类方法。
基于CGLib动态代理模式,原理是继承被代理类生成字代理类,不用实现接口,只需要被代理类是非final类即可。CGLib动态代理底层是借助asm字节码技术。
基于AspectJ实现动态代理。修改目标类的字节,织入代理的字节,在程序编译的时候插入动态代理的字节码,不会生成全新的Class文件。
基于instrumentation实现动态代理。修改目标类的字节码、类加载的时候动态拦截去修改,基于javaagent实现
-javaagent:spring-instrument-4.3.8.RELEASE.jar
,类加载的时候插入动态代理的字节码,不会生成全新的Class文件。
2. 静态代理
静态代理是代理类在编译器就创建好了,不是编译器生成的代理类,而是我们手动创建的类。在编译时就已经将接口、本代理类和代理类确定下来。软件设计模式中所指的代理一般就是说的静态代理。
Subject类,定义了RealSubject和Proxy的共用接口,这样就在任何使用RealSubject的地方都可以使用Proxy。
public interface Subject {
/**
* doSomething()
*/
void doSomething();
}
RealSubject类,定义Proxy所代表的真实实体。
public class RealSubject implements Subject {
@Override
public void doSomething() {
// 委托类执行操作
System.out.println("RealSubject.doSomething()");
}
}
ProxySubject类,保存一个引用使得代理可以访问实体,并提供一个与Subject的接口相同的接口,这样代理就可以用来替代实体。
public class ProxySubject implements Subject {
private RealSubject realSubject;
/**
* 向代理类中注入委托类对象
*
* @param realSubject 委托类对象
*/
public ProxySubject(RealSubject realSubject){
this.realSubject = realSubject;
}
/**
* 代理类执行操作
*/
@Override
public void doSomething() {
System.out.println("代理类调用委托类方法之前");
realSubject.doSomething();
System.out.println("代理类调用委托类方法之后");
}
}
测试第一种方式,不使用代理类,直接使用简单委托类执行。
public static void main(String[] args) {
RealSubject realSubject = new RealSubject();
realSubject.doSomething();
}
输出:
RealSubject.doSomething()
测试第二种方式,使用代理类,执行增强逻辑。
public static void main(String[] args) {
RealSubject realSubject = new RealSubject();
ProxySubject proxySubject = new ProxySubject(realSubject);
proxySubject.doSomething();
}
输出:
代理类调用委托类方法之前
RealSubject.doSomething()
代理类调用委托类方法之后
我们在创建代理对象时,通过构造器塞入一个目标对象,然后在代理对象的方法内部调用目标对象同名方法,并在调用前后做增强逻辑。也就是说,代理对象 = 增强代码 + 目标对象。有了代理对象后,就不用原对象了。
静态代理的缺陷
开发者需要手动为目标类编写对应的代理类,而且要对类中的每个方法都编写增强逻辑的代码,如果当前系统中已经存在成百上千个类,工作量太大了,且重复代码过多。所以,有没有什么方法能让我们少写或者不写代理类,却能完成代理功能?
3. 动态代理
静态代理是代理类在代码运行前已经创建好,并生成class文件;动态代理类是代理类在程序运行时创建的代理模式。动态代理类的代理类并不是在Java代码中定义的,而是在运行时根据我们在Java代码中的“指示”动态生成的。相比于静态代理,动态代理的优势在于可以很方便的对代理类的函数进行统一的处理,而不用修改每个代理类中的方法。
3.1 JDK动态代理
基于接口实现。Java的java.lang.reflect
包下提供了Proxy类和一个 InvocationHandler 接口,这个类Proxy定义了生成JDK动态代理类的方法getProxyClass(ClassLoader loader,Class>... interfaces)
生成动态代理类,返回class实例代表一个class文件。可以保存该 class 文件查看jdk生成的代理类文件长什么样。该生成的动态代理类继承Proxy类,(重要特性) ,并实现公共接口。InvocationHandler这个接口,是被动态代理类回调的接口,我们所有需要增加的针对委托类的统一增强逻辑都增加到invoke()方法里面,在调用委托类接口方法之前或之后。
例子。任然使用上面静态代理里的类,只不过这次我们不会再用到代理类ProxySubject,而是让JDK去帮我们生成代理类。方法如下:
public static void main(String[] args) {
// 实例化目标对象
Subject subject = new RealSubject();
// 获取代理对象
Subject proxyInstance = (Subject) Proxy.newProxyInstance(subject.getClass().getClassLoader(), subject.getClass().getInterfaces(),
new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
// 增强逻辑
System.out.println("动态代理调用委托类方法之前");
Object invoke = method.invoke(subject, args);
System.out.println("动态代理调用委托类方法之后");
return invoke;
}
});
// 执行目标方法
proxyInstance.doSomething();
}
输出:
动态代理调用委托类方法之前
RealSubject.doSomething()
动态代理调用委托类方法之后
Jdk为我们的生成了一个叫$Proxy0(这个名字后面的0是编号,有多个代理类会一次递增)的代理类,这个类文件时默认不会保存在文件,放在内存中的,我们在创建代理对象时,就是通过反射获得这个类的构造方法,然后创建代理对象实例。通过对这个生成的代理类源码的查看,我们很容易能看出,动态代理实现的具体过程。
我们可以对 InvocationHandler看做一个中介类,中介类持有一个被代理对象,被Proxy类回调。在invoke方法中调用了被代理对象的相应方法。通过聚合方式持有被代理对象的引用,把客户端对invoke的调用最终都转为对被代理对象的调用。
客户端代码通过代理类引用调用接口方法时,通过代理类关联的中介类对象引用来调用中介类对象的invoke方法,从而达到代理执行被代理对象的方法。也就是说,动态代理Proxy类提供了模板实现,对外提供扩展点,外部通过实现InvocationHandler接口将被代理类纳入JDK代理类Proxy。
JDK动态代理特点总结
生成的代理类:$Proxy0 extends Proxy implements Subject,我们看到代理类继承了Proxy类,Java的继承机制决定了JDK动态代理类们无法实现对 类 的动态代理。所以也就决定了JDK动态代理只能对接口进行代理。
每个生成的动态代理实例都会关联一个调用处理器对象,可以通过 Proxy 提供的静态方法 getInvocationHandler去获得代理类实例的调用处理器对象。在代理类实例上调用其代理的接口中所声明的方法时,这些方法最终都会由调用处理器的 invoke 方法执行。
代理类的根类 java.lang.Object 中有三个方法也同样会被分派到调用处理器的 invoke 方法执行,它们是 hashCode,equals 和 toString,可能的原因有:一是因为这些方法为 public 且非 final 类型,能够被代理类覆盖;二是因为这些方法往往呈现出一个类的某种特征属性,具有一定的区分度,所以为了保证代理类与委托类对外的一致性,这三个方法也应该被调用处理器分派到委托类执行。
JDK动态代理的不足
JDK动态代理的代理类字节码在创建时,需要实现业务实现类所实现的接口作为参数。如果业务实现类是没有实现接口而是直接定义业务方法的话,就无法使用JDK动态代理了。(JDK动态代理重要特点是代理接口)并且,如果业务实现类中新增了接口中没有的方法,这些方法是无法被代理的(因为无法被调用)。动态代理只能对接口产生代理,不能对类产生代理。
3.2 CGLib动态代理
基于继承。CGlib是针对类来实现代理的,他的原理是对代理的目标类生成一个子类,并覆盖其中方法实现增强,因为底层是基于创建被代理类的一个子类,所以它避免了JDK动态代理类的缺陷。但因为采用的是继承,所以不能对final修饰的类进行代理。final修饰的类不可继承。
例子。
public class CGlibSubject implements MethodInterceptor {
private Object target;
public Object getInstance(Object target) {
this.target = target;
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(target.getClass());
// 设置回调方法
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("CGlib动态代理调用委托类方法之前");
Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
System.out.println("CGlib动态代理调用委托类方法之后");
return result;
}
}
测试:
public static void main (String[] args) {
CGlibSubject cglibSubject = new CGlibSubject();
RealSubject instance = (RealSubject) cglibSubject.getInstance(new RealSubject());
instance.doSomething();
}
输出:
CGlib动态代理调用委托类方法之前
RealSubject.doSomething()
CGlib动态代理调用委托类方法之后
CGlib动态代理特点总结
CGlib可以传入接口也可以传入普通的类,接口使用实现的方式,普通类使用会使用继承的方式生成代理类;
由于是继承方式,如果是static方法,private方法,final方法等描述的方法是不能被代理的;
做了方法访问优化,使用建立方法索引的方式避免了传统JDK动态代理需要通过Method方法反射调用;
提供callback 和filter设计,可以灵活地给不同的方法绑定不同的callback。编码更方便灵活;
CGLIB会默认代理Object中equals,toString,hashCode,clone等方法。比JDK代理多了clone。
4. 总结
静态代理是通过在代码中显式编码定义一个业务实现类的代理类,在代理类中对同名的业务方法进行包装,用户通过代理类调用委托类的业务方法;
JDK动态代理是通过接口中的方法名,在动态生成的代理类中调用业务实现类的同名方法;
CGlib动态代理是通过继承业务类,生成的动态代理类是业务类的子类,通过重写业务方法进行代理;
静态代理在编译时产生class字节码文件,可以直接使用,效率高。动态代理必须实现InvocationHandler接口,通过invoke调用被委托类接口方法是通过反射方式,比较消耗系统性能,但可以减少代理类的数量,使用更灵活。cglib代理无需实现接口,通过生成类字节码实现代理,比反射稍快,不存在性能问题,但cglib会继承目标对象,需要重写方法,所以目标对象不能为final类。
参考文章:
太好了!总算有人把动态代理、CGlib、AOP都说清楚了!
Java 动态代理作用是什么?
5. 代码仓库
https://github.com/goSilver/daydayup/tree/master/java/src/designpattern/proxy
粉丝福利:108本java从入门到大神精选电子书领取
???
?长按上方锋哥微信二维码 2 秒 备注「1234」即可获取资料以及 可以进入java1234官方微信群
感谢点赞支持下哈