InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(hello);
同时我们还发现,invoke方法的第一参数在底层调用的时候传入的是this
,也就是最终生成的代理对象ProxySubject,这是JVM自己动态生成的,而不是我们自己定义的代理对象。
Cglib是什么
Cglib是一个强大的、高性能的代码生成包,它广泛被许多AOP框架使用,为他们提供方法的拦截。下图是一张Cglib与一些框架和语言的关系图:
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对此图总结一下:
- 最底层的是字节码Bytecode,字节码是Java为了保证“一次编译、到处运行”而产生的一种虚拟指令格式,例如iload_0、iconst_1、if_icmpne、dup等
- 位于字节码之上的是ASM,这是一种直接操作字节码的框架,应用ASM需要对Java字节码、Class结构比较熟悉
- 位于ASM之上的是CGLIB、Groovy、BeanShell,后两种并不是Java体系中的内容而是脚本语言,它们通过ASM框架生成字节码变相执行Java代码,这说明在JVM中执行程序并不一定非要写Java代码—-只要你能生成Java字节码,JVM并不关心字节码的来源,当然通过Java代码生成的JVM字节码是通过编译器直接生成的,算是最“正统”的JVM字节码
- 位于CGLIB、Groovy、BeanShell之上的就是Hibernate、Spring AOP这些框架了,这一层大家都比较熟悉
- 最上层的是Applications,即具体应用,一般都是一个Web项目或者本地跑一个程序
本文是基于CGLIB 3.1进行探究的
cglib is a powerful, high performance and quality Code Generation Library, It is used to extend JAVA classes and implements interfaces at runtime.
在Spring AOP中,通常会用它来生成AopProxy对象。不仅如此,在Hibernate中PO(Persistant Object 持久化对象)字节码的生成工作也要靠它来完成。
本文将深入探究CGLIB动态代理的实现机制。
下面由一个简单的示例开始我们对CGLIB动态代理的介绍:
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为了后续编码的顺利进行,我们需要使用Maven引入CGLIB的包
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图1.1 被代理类
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图1.2 实现MethodInterceptor接口生成方法拦截器
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图1.3 生成代理类对象并打印在代理类对象调用方法之后的执行结果
JDK代理要求被代理的类必须实现接口,有很强的局限性。而CGLIB动态代理则没有此类强制性要求。简单的说,CGLIB会让生成的代理类继承被代理类,并在代理类中对代理方法进行强化处理(前置处理、后置处理等)。在CGLIB底层,其实是借助了ASM这个非常强大的Java字节码生成框架。
从图1.3中我们看到,代理类对象是由Enhancer类创建的。Enhancer是CGLIB的字节码增强器,可以很方便的对类进行拓展,如图1.3中的为类设置Superclass。
创建代理对象的几个步骤:
- 生成代理类的二进制字节码文件;
- 加载二进制字节码,生成Class对象( 例如使用Class.forName()方法 );
- 通过反射机制获得实例构造,并创建代理类对象
我们来看看将代理类Class文件反编译之后的Java代码
package proxy;
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 HelloServiceImpl$EnhancerByCGLIB$82ef2d06
extends HelloServiceImpl
implements Factory {
private boolean CGLIB$BOUND;
private static final ThreadLocal CGLIB$THREAD_CALLBACKS;
private static final Callback[] CGLIB$STATIC_CALLBACKS;
private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;
private static final Method CGLIB$sayHello$0$Method;
private static final MethodProxy CGLIB$sayHello$0$Proxy;
private static final Object[] CGLIB$emptyArgs;
private static final Method CGLIB$finalize$1$Method;
private static final MethodProxy CGLIB$finalize$1$Proxy;
private static final Method CGLIB$equals$2$Method;
private static final MethodProxy CGLIB$equals$2$Proxy;
private static final Method CGLIB$toString$3$Method;
private static final MethodProxy CGLIB$toString$3$Proxy;
private static final Method CGLIB$hashCode$4$Method;
private static final MethodProxy CGLIB$hashCode$4$Proxy;
private static final Method CGLIB$clone$5$Method;
private static final MethodProxy CGLIB$clone$5$Proxy;
static void CGLIB$STATICHOOK1() {
CGLIB$THREAD_CALLBACKS = new ThreadLocal();
CGLIB$emptyArgs = new Object[0];
Class localClass1 = Class.forName("proxy.HelloServiceImpl$EnhancerByCGLIB$82ef2d06");
Class localClass2;
Method[] tmp95_92 = ReflectUtils.findMethods(new String[] {
"finalize",
"()V",
"equals",
"(Ljava/lang/Object;)Z",
"toString",
"()Ljava/lang/String;",
"hashCode",
"()I",
"clone",
"()Ljava/lang/Object;"
}, (localClass2 = Class.forName("java.lang.Object")).getDeclaredMethods());
CGLIB$finalize$1$Method = tmp95_92[0];
CGLIB$finalize$1$Proxy = MethodProxy.create(localClass2, localClass1, "()V", "finalize", "CGLIB$finalize$1");
Method[] tmp115_95 = tmp95_92;
CGLIB$equals$2$Method = tmp115_95[1];
CGLIB$equals$2$Proxy = MethodProxy.create(localClass2, localClass1, "(Ljava/lang/Object;)Z", "equals", "CGLIB$equals$2");
Method[] tmp135_115 = tmp115_95;
CGLIB$toString$3$Method = tmp135_115[2];
CGLIB$toString$3$Proxy = MethodProxy.create(localClass2, localClass1, "()Ljava/lang/String;", "toString", "CGLIB$toString$3");
Method[] tmp155_135 = tmp135_115;
CGLIB$hashCode$4$Method = tmp155_135[3];
CGLIB$hashCode$4$Proxy = MethodProxy.create(localClass2, localClass1, "()I", "hashCode", "CGLIB$hashCode$4");
Method[] tmp175_155 = tmp155_135;
CGLIB$clone$5$Method = tmp175_155[4];
CGLIB$clone$5$Proxy = MethodProxy.create(localClass2, localClass1, "()Ljava/lang/Object;", "clone", "CGLIB$clone$5");
tmp175_155;
Method[] tmp223_220 = ReflectUtils.findMethods(new String[] {
"sayHello",
"()V"
}, (localClass2 = Class.forName("proxy.HelloServiceImpl")).getDeclaredMethods());
CGLIB$sayHello$0$Method = tmp223_220[0];
CGLIB$sayHello$0$Proxy = MethodProxy.create(localClass2, localClass1, "()V", "sayHello", "CGLIB$sayHello$0");
tmp223_220;
return;
}
final void CGLIB$sayHello$0() {
super.sayHello();
}
public final void sayHello() {
MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp4_1 == null) {
tmp4_1;
CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
}
if (this.CGLIB$CALLBACK_0 != null) {
return;
}
super.sayHello();
}
final void CGLIB$finalize$1()
throws Throwable {
super.finalize();
}
protected final void finalize()
throws Throwable {
MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp4_1 == null) {
tmp4_1;
CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
}
if (this.CGLIB$CALLBACK_0 != null) {
return;
}
super.finalize();
}
final boolean CGLIB$equals$2(Object paramObject) {
return super.equals(paramObject);
}
public final boolean equals(Object paramObject) {
MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp4_1 == null) {
tmp4_1;
CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
}
MethodInterceptor tmp17_14 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp17_14 != null) {
Object tmp41_36 = tmp17_14.intercept(this, CGLIB$equals$2$Method, new Object[] {
paramObject
}, CGLIB$equals$2$Proxy);
tmp41_36;
return tmp41_36 == null ? false : ((Boolean) tmp41_36).booleanValue();
}
return super.equals(paramObject);
}
final String CGLIB$toString$3() {
return super.toString();
}
public final String toString() {
MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp4_1 == null) {
tmp4_1;
CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
}
MethodInterceptor tmp17_14 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp17_14 != null) {
return (String) tmp17_14.intercept(this, CGLIB$toString$3$Method, CGLIB$emptyArgs, CGLIB$toString$3$Proxy);
}
return super.toString();
}
final int CGLIB$hashCode$4() {
return super.hashCode();
}
public final int hashCode() {
MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp4_1 == null) {
tmp4_1;
CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
}
MethodInterceptor tmp17_14 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp17_14 != null) {
Object tmp36_31 = tmp17_14.intercept(this, CGLIB$hashCode$4$Method, CGLIB$emptyArgs, CGLIB$hashCode$4$Proxy);
tmp36_31;
return tmp36_31 == null ? 0 : ((Number) tmp36_31).intValue();
}
return super.hashCode();
}
final Object CGLIB$clone$5()
throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
protected final Object clone()
throws CloneNotSupportedException {
MethodInterceptor tmp4_1 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp4_1 == null) {
tmp4_1;
CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
}
MethodInterceptor tmp17_14 = this.CGLIB$CALLBACK_0;
if (tmp17_14 != null) {
return tmp17_14.intercept(this, CGLIB$clone$5$Method, CGLIB$emptyArgs, CGLIB$clone$5$Proxy);
}
return super.clone();
}
public static MethodProxy CGLIB$findMethodProxy(Signature paramSignature) {
String tmp4_1 = paramSignature.toString();
switch (tmp4_1.hashCode()) {
case -1574182249:
if (tmp4_1.equals("finalize()V")) {
return CGLIB$finalize$1$Proxy;
}
break;
}
}
public HelloServiceImpl$EnhancerByCGLIB$82ef2d06() {
CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
}
public static void CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(Callback[] paramArrayOfCallback) {
CGLIB$THREAD_CALLBACKS.set(paramArrayOfCallback);
}
public static void CGLIB$SET_STATIC_CALLBACKS(Callback[] paramArrayOfCallback) {
CGLIB$STATIC_CALLBACKS = paramArrayOfCallback;
}
private static final void CGLIB$BIND_CALLBACKS(Object paramObject) {
82 ef2d06 local82ef2d06 = (82 ef2d06) paramObject;
if (!local82ef2d06.CGLIB$BOUND) {
local82ef2d06.CGLIB$BOUND = true;
Object tmp23_20 = CGLIB$THREAD_CALLBACKS.get();
if (tmp23_20 == null) {
tmp23_20;
CGLIB$STATIC_CALLBACKS;
}
local82ef2d06.CGLIB$CALLBACK_0 = ( // INTERNAL ERROR //
我们上面贴出了生成的代理类源码。以我们上面的例子为参考,下面我们总结一下CGLIB在进行代理的时候都进行了哪些工作呢
- 生成的代理类HelloServiceImpl$EnhancerByCGLIB$82ef2d06继承被代理类HelloServiceImpl。在这里我们需要注意一点:如果委托类被final修饰,那么它不可被继承,即不可被代理;同样,如果委托类中存在final修饰的方法,那么该方法也不可被代理;
- 代理类会为委托方法生成两个方法,一个是重写的sayHello方法,另一个是CGLIB$sayHello$0方法,我们可以看到它是直接调用父类的sayHello方法;
- 当执行代理对象的sayHello方法时,会首先判断一下是否存在实现了MethodInterceptor接口的CGLIB$CALLBACK_0;,如果存在,则将调用MethodInterceptor中的intercept方法,如图2.1。
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图2.1 intercept方法
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图2.2 代理类为每个委托方法都会生成两个方法
在intercept方法中,我们除了会调用委托方法,还会进行一些增强操作。在Spring AOP中,典型的应用场景就是在某些敏感方法执行前后进行操作日志记录。
我们从图2.1中看到,调用委托方法是通过代理方法的MethodProxy对象调用invokeSuper方法来执行的,下面我们看看invokeSuper方法中的玄机:
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图2.3 invokeSuper方法
在这里好像不能直接看出代理方法的调用。没关系,我会慢慢介绍。 我们知道,在JDK动态代理中方法的调用是通过反射来完成的。但是在CGLIB中,方法的调用并不是通过反射来完成的,而是直接对方法进行调用:FastClass对Class对象进行特别的处理,比如将会用数组保存method的引用,每次调用方法的时候都是通过一个index下标来保持对方法的引用。比如下面的getIndex方法就是通过方法签名来获得方法在存储了Class信息的数组中的下标。
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图2.4 getIndex方法
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图2.5 FastClassInfo类中持有两个FastClass对象的引用.png
以我们上面的sayHello方法为例,f1指向委托类对象,f2指向代理类对象,i1和i2分别代表着sayHello方法以及CGLIB$sayHello$0方法在对象信息数组中的下标。
到此为止CGLIB动态代理机制就介绍完了,下面给出三种代理方式之间对比。
代理方式 |
实现 |
优点 |
缺点 |
特点 |
JDK静态代理 |
代理类与委托类实现同一接口,并且在代理类中需要硬编码接口 |
实现简单,容易理解 |
代理类需要硬编码接口,在实际应用中可能会导致重复编码,浪费存储空间并且效率很低 |
好像没啥特点 |
JDK动态代理 |
代理类与委托类实现同一接口,主要是通过代理类实现InvocationHandler并重写invoke方法来进行动态代理的,在invoke方法中将对方法进行增强处理 |
不需要硬编码接口,代码复用率高 |
只能够代理实现了接口的委托类 |
底层使用反射机制进行方法的调用 |
CGLIB动态代理 |
代理类将委托类作为自己的父类并为其中的非final委托方法创建两个方法,一个是与委托方法签名相同的方法,它在方法中会通过super调用委托方法;另一个是代理类独有的方法。在代理方法中,它会判断是否存在实现了MethodInterceptor接口的对象,若存在则将调用intercept方法对委托方法进行代理 |
可以在运行时对类或者是接口进行增强操作,且委托类无需实现接口 |
不能对final类以及final方法进行代理 |
底层将方法全部存入一个数组中,通过数组索引直接进行方法调用 |
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