代理模式及常见的3种代理类型对比
- 代理模式
- 代理模式分类
- 静态代理
- JDK动态代理
- CGLIB
- Fastclass机制
- 三种代理方式之间对比
- 常见问题
代理模式
代理模式是一种设计模式，提供了对目标对象额外的访问方式，即通过代理对象访问目标对象，这样可以在不修改原目标对象的前提下，提供额外的功能操作，扩展目标对象的功能
一个比方：在租房的时候，有的人会通过房东直租，有的人会通过中介租房。
这两种情况哪种比较方便呢？当然是通过中介更加方便。
这里的中介就相当于代理，用户通过中介完成租房的一系列操作（看房、交押金、租房、清扫卫生）代理模式可以有效的将具体的实现与调用方进行解耦，通过面向接口进行编码完全将具体的实现隐藏在内部。
代理模式分类
-
静态代理： 在编译时就已经实现，编译完成后代理类是一个实际的class文件
-
动态代理： 在运行时动态生成的，即编译完成后没有实际的class文件，而是在运行时动态生成类字节码，并加载到JVM中
-
基于JDK的动态代理(反射)
-
基于CGLIB的动态代理(字节码技术)
静态代理
使用方式:
1.创建一个接口，然后创建被代理的类实现该接口并且实现该接口中的抽象方法。
2.之后再创建一个代理类，同时使其也实现这个接口。
3.在代理类中持有一个被代理对象的引用，而后在代理类方法中调用该对象的方法。
public interface UserDao {
void save();
}
public class UserDaoImpl implements UserDao {
@Override
public void save() {
System.out.println("正在保存用户...");
}
}
public class TransactionHandler implements UserDao {
//目标代理对象
private UserDao target;
//构造代理对象时传入目标对象
public TransactionHandler(UserDao target) {
this.target = target;
}
@Override
public void save() {
//调用目标方法前的处理
System.out.println("开启事务控制...");
//调用目标对象的方法
target.save();
//调用目标方法后的处理
System.out.println("关闭事务控制...");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
//新建目标对象
UserDaoImpl target = new UserDaoImpl();
//创建代理对象, 并使用接口对其进行引用
UserDao userDao = new TransactionHandler(target);
//针对接口进行调用
userDao.save();
}
}
使用JDK静态代理很容易就完成了对一个类的代理操作。但是JDK静态代理的缺点也暴露了出来：由于代理只能为一个类服务，如果需要代理的类很多，那么就需要编写大量的代理类，比较繁琐
JDK动态代理
使用JDK动态代理的五大步骤：
1.通过实现InvocationHandler接口来自定义自己的InvocationHandler；
2.通过Proxy.getProxyClass获得动态代理类；
3.通过反射机制获得代理类的构造方法，方法签名为getConstructor(InvocationHandler.class)；
4.通过构造函数获得代理对象并将自定义的InvocationHandler实例对象传为参数传入；
5.通过代理对象调用目标方法；
public interface IHello {
void sayHello();
}
public class HelloImpl implements IHello {
@Override
public void sayHello() {
System.out.println("Hello world!");
}
}
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
/** 目标对象 */
private Object target;
public MyInvocationHandler(Object target){
this.target = target;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("------插入前置通知代码-------------");
// 执行相应的目标方法
Object rs = method.invoke(target,args);
System.out.println("------插入后置处理代码-------------");
return rs;
}
}
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Proxy;
public class MyProxyTest {
public static void main(String[] args)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
// =========================第一种==========================
// 1、生成$Proxy0的class文件
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
// 2、获取动态代理类
Class proxyClazz = Proxy.getProxyClass(IHello.class.getClassLoader(),IHello.class);
// 3、获得代理类的构造函数，并传入参数类型InvocationHandler.class
Constructor constructor = proxyClazz.getConstructor(InvocationHandler.class);
// 4、通过构造函数来创建动态代理对象，将自定义的InvocationHandler实例传入
IHello iHello1 = (IHello) constructor.newInstance(new MyInvocationHandler(new HelloImpl()));
// 5、通过代理对象调用目标方法
iHello1.sayHello();
// ==========================第二种=============================
/**
* Proxy类中还有个将2~4步骤封装好的简便方法来创建动态代理对象，
*其方法签名为：newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] instance, InvocationHandler h)
*/
IHello iHello2 = (IHello) Proxy.newProxyInstance(IHello.class.getClassLoader(), // 加载接口的类加载器
new Class[]{IHello.class}, // 一组接口
new MyInvocationHandler(new HelloImpl())); // 自定义的InvocationHandler
iHello2.sayHello();
}
}
JDK静态代理与JDK动态代理之间有些许相似，比如说都要创建代理类，以及代理类都要实现接口等。
不同之处： 在静态代理中我们需要对哪个接口和哪个被代理类创建代理类，所以我们在编译前就需要代理类实现与被代理类相同的接口，并且直接在实现的方法中调用被代理类相应的方法；但是动态代理则不同，我们不知道要针对哪个接口、哪个被代理类创建代理类，因为它是在运行时被创建的。
一句话来总结一下JDK静态代理和JDK动态代理的区别：
JDK静态代理是通过直接编码创建的，而JDK动态代理是利用反射机制在运行时创建代理类的。
其实在动态代理中，核心是InvocationHandler。每一个代理的实例都会有一个关联的调用处理程序(InvocationHandler)。对待代理实例进行调用时，将对方法的调用进行编码并指派到它的调用处理器(InvocationHandler)的invoke方法
对代理对象实例方法的调用都是通过InvocationHandler中的invoke方法来完成的，而invoke方法会根据传入的代理对象、方法名称以及参数决定调用代理的哪个方法。
CGLIB
CGLIB包的底层是通过使用一个小而快的字节码处理框架ASM，来转换字节码并生成新的类
CGLIB代理实现如下：
- 首先实现一个MethodInterceptor，方法调用会被转发到该类的intercept()方法。
- 然后在需要使用的时候，通过CGLIB动态代理获取代理对象。
使用案例
public class HelloService {
public HelloService() {
System.out.println("HelloService构造");
}
/**
* 该方法不能被子类覆盖,Cglib是无法代理final修饰的方法的
*/
final public String sayOthers(String name) {
System.out.println("HelloService:sayOthers>>"+name);
return null;
}
public void sayHello() {
System.out.println("HelloService:sayHello");
}
}
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 自定义MethodInterceptor
*/
public class MyMethodInterceptor implements MethodInterceptor{
/**
* sub：cglib生成的代理对象
* method：被代理对象方法
* objects：方法入参
* methodProxy: 代理方法
*/
@Override
public Object intercept(Object sub, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
System.out.println("======插入前置通知======");
Object object = methodProxy.invokeSuper(sub, objects);
System.out.println("======插入后者通知======");
return object;
}
}
import net.sf.cglib.core.DebuggingClassWriter;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 代理类class文件存入本地磁盘方便我们反编译查看源码
System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "D:\\code");
// 通过CGLIB动态代理获取代理对象的过程
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// 设置enhancer对象的父类
enhancer.setSuperclass(HelloService.class);
// 设置enhancer的回调对象
enhancer.setCallback(new MyMethodInterceptor());
// 创建代理对象
HelloService proxy= (HelloService)enhancer.create();
// 通过代理对象调用目标方法
proxy.sayHello();
}
}
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)。
总结一下CGLIB在进行代理的时候都进行了哪些工作
- 生成的代理类继承被代理类。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 - 当执行代理对象的方法时，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
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
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：通过FastClass机制对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
Fastclass机制
CGLIB采用了FastClass的机制来实现对被拦截方法的调用。
FastClass机制就是对一个类的方法建立索引，通过索引来直接调用相应的方法
public class test10 {
//这里，tt可以看作目标对象，fc可以看作是代理对象；首先根据代理对象的getIndex方法获取目标方法的索引，
//然后再调用代理对象的invoke方法就可以直接调用目标类的方法，避免了反射
public static void main(String[] args){
Test tt = new Test();
Test2 fc = new Test2();
int index = fc.getIndex("f()V");
fc.invoke(index, tt, null);
}
}
class Test{
public void f(){
System.out.println("f method");
}
public void g(){
System.out.println("g method");
}
}
class Test2{
public Object invoke(int index, Object o, Object[] ol){
Test t = (Test) o;
switch(index){
case 1:
t.f();
return null;
case 2:
t.g();
return null;
}
return null;
}
//这个方法对Test类中的方法建立索引
public int getIndex(String signature){
switch(signature.hashCode()){
case 3078479:
return 1;
case 3108270:
return 2;
}
return -1;
}
}
上例中，Test2是Test的Fastclass，在Test2中有两个方法getIndex和invoke。
在getIndex方法中对Test的每个方法建立索引，并根据入参（方法名+方法的描述符）来返回相应的索引。
Invoke根据指定的索引，以ol为入参调用对象O的方法。这样就避免了反射调用，提高了效率
三种代理方式之间对比
这里对三钟代理方式做一个简单对比:
| 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 |
常见问题
CGlib比JDK快？
- 使用CGLiB实现动态代理，CGLib底层采用ASM字节码生成框架，使用字节码技术生成代理类， 在jdk6之前比使用Java反射效率要高。唯一需要注意的是，CGLib不能对声明为final的方法进行代理， 因为CGLib原理是动态生成被代理类的子类。
- 在jdk6、jdk7、jdk8逐步对JDK动态代理优化之后，在调用次数较少的情况下，JDK代理效率高于CGLIB代理效率。只有当进行大量调用的时候，jdk6和jdk7比CGLIB代理效率低一点，但是到jdk8的时候，jdk代理效率高于CGLIB代理，总之，每一次jdk版本升级，jdk代理效率都得到提升，而CGLIB代理消息确有点跟不上步伐。
Spring如何选择用JDK还是CGLIB？
- 当Bean实现接口时，Spring就会用JDK的动态代理。
- 当Bean没有实现接口时，Spring使用CGlib实现。
- 可以强制使用CGlib
