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Java動態代理與Cglib庫應用

阿新 • • 發佈：2018-12-23

轉載：http://blog.csdn.net/zhoudaxia/article/details/30591941

JDK動態代理

　　代理模式是常用的java設計模式，他的特徵是代理類與委託類有同樣的介面，代理類主要負責為委託類預處理訊息、過濾訊息、把訊息轉發給委託類，以及事後處理訊息等。代理類與委託類之間通常會存在關聯關係，一個代理類的物件與一個委託類的物件關聯，代理類的物件本身並不真正實現服務，而是通過呼叫委託類的物件的相關方法，來提供特定的服務。 
　　按照代理的建立時期，代理類可以分為兩種。 
　　靜態代理：由程式設計師建立或特定工具自動生成原始碼，再對其編譯。在程式執行前，代理類的.class檔案就已經存在了。 
　　動態代理：在程式執行時，運用反射機制動態建立而成。 

　　為什麼使用動態代理？因為動態代理可以對請求進行任何處理。
　　哪些地方需要動態代理？不允許直接訪問某些類；對訪問要做特殊處理等。
　目前Java開發包中包含了對動態代理的支援，但是其實現只支援對介面的的實現。 其實現主要通過java.lang.reflect.Proxy類和java.lang.reflect.InvocationHandler介面。 Proxy類主要用來獲取動態代理物件，InvocationHandler介面用來約束呼叫者實現。

　　以下為模擬案例，通過動態代理實現在方法呼叫前後向控制檯輸出兩句字串。

　　定義一個HelloWorld介面：

  1. package com.ljq.test;  
  2.  /** 
  3.  * 定義一個HelloWorld介面 
  4.  *  
  5.  * @author jiqinlin 
  6.  * 
  7.  */
  8.  publicinterface HelloWorld {  
  9.     publicvoid sayHelloWorld();  
  10. }  

　　類HelloWorldImpl是HelloWorld介面的實現：

  1. package com.ljq.test;  
  2.  /** 
  3.  * 類HelloWorldImpl是HelloWorld介面的實現 
  4.  *  
  5.  * @author jiqinlin 
  6.  * 
  7.  */
  8.  publicclass HelloWorldImpl implements HelloWorld{  
  9.     public
    void sayHelloWorld() {  
  10.         System.out.println("HelloWorld!");  
  11.     }  
  12. }  
　　HelloWorldHandler是 InvocationHandler介面實現：
  1. package com.ljq.test;  
  2.  import java.lang.reflect.InvocationHandler;  
  3.  import java.lang.reflect.Method;  
  4.  /** 
  5.  * 實現在方法呼叫前後向控制檯輸出兩句字串 
  6.  *  
  7.  * @author jiqinlin 
  8.  * 
  9.  */
  10.  publicclass HelloWorldHandler implements InvocationHandler{  
  11.     //要代理的原始物件
  12.      private Object obj;  
  13.     public HelloWorldHandler(Object obj) {  
  14.         super();  
  15.         this.obj = obj;  
  16.     }  
  17.     /** 
  18.      * 在代理例項上處理方法呼叫並返回結果 
  19.      *  
  20.      * @param proxy 代理類 
  21.      * @param method 被代理的方法 
  22.      * @param args 該方法的引數陣列 
  23.      */
  24.     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {  
  25.         Object result = null;  
  26.         //呼叫之前
  27.          doBefore();  
  28.         //呼叫原始物件的方法
  29.         result=method.invoke(obj, args);  
  30.         //呼叫之後
  31.         doAfter();  
  32.         return result;  
  33.     }  
  34.     privatevoid doBefore(){  
  35.         System.out.println("before method invoke");  
  36.     }  
  37.     privatevoid doAfter(){  
  38.         System.out.println("after method invoke");  
  39.     }  
  40. }  
　　測試類：
  1. package com.ljq.test;  
  2. import java.lang.reflect.InvocationHandler;  
  3. import java.lang.reflect.Proxy;  
  4. publicclass HelloWorldTest {  
  5.     publicstaticvoid main(String[] args) {  
  6.         HelloWorld helloWorld=new HelloWorldImpl();  
  7.         InvocationHandler handler=new HelloWorldHandler(helloWorld);  
  8.         //建立動態代理物件
  9.         HelloWorld proxy=(HelloWorld)Proxy.newProxyInstance(  
  10.             helloWorld.getClass().getClassLoader(),  
  11.             helloWorld.getClass().getInterfaces(),  
  12.             handler);  
  13.         proxy.sayHelloWorld();  
  14.     }  
  15. }  
　　執行結果為：
  1. before method invoke  
  2. HelloWorld!  
  3. after method invoke  

　　基本流程：用Proxy類建立目標類的動態代理，建立時需要指定一個自己實現InvocationHandler介面的回撥類的物件，這個回撥類中有一個invoke()用於攔截對目標類各個方法的呼叫。建立好代理後就可以直接在代理上呼叫目標物件的各個方法。

　　JDK自從1.3版本開始，就引入了動態代理，並且經常被用來動態地建立代理。JDK的動態代理用起來非常簡單，但它有一個限制，就是使用動態代理的物件必須實現一個或多個介面。比如上面的HelloWorldImpl類，實現了HelloWorld介面，所以可以用JDK的動態代理。如果想代理沒有實現介面的繼承的類，該怎麼辦？ CGLIB就是最好的選擇（https://github.com/cglib/cglib，使用apache license 2.0）。其他比較有名的還有從JBoss專案衍生出來的Javassist（https://github.com/jboss-javassist/javassist），這裡介紹Cglib。

Cglib程式碼生成庫

　　CGlib是一個強大的，高效能，高質量的Code生成類庫。它可以在執行期擴充套件Java類與實現Java介面。其底層是通過小而快的位元組碼處理框架ASM（http://forge.ow2.org/projects/asm，使用BSD License）來轉換位元組碼並生成新的類。大部分功能實際上是asm所提供的，CGlib只是封裝了asm，簡化了asm的操作，實現了在執行期動態生成新的class。

　　CGlib被許多AOP的框架使用，例如Spring AOP和dynaop，為他們提供方法的interception（攔截）；最流行的OR Mapping工具hibernate也使用CGLIB來代理單端single-ended（多對一和一對一）關聯（對集合的延遲抓取，是採用其他機制實現的）；EasyMock和jMock是通過使用模仿（moke）物件來測試java程式碼的包，它們都通過使用CGLIB來為那些沒有介面的類建立模仿（moke）物件。

　　CGLIB包的基本程式碼很少，但學起來有一定的困難，主要是缺少文件，API描述過於簡單，這也是開源軟體的一個不足之處。目前CGLIB的版本是cglib-2.2.jar，主要由一下部分組成：
　　（1）net.sf.cglib.core：底層位元組碼處理類，他們大部分與ASM有關係。
　　（2）net.sf.cglib.transform：編譯期或執行期類和類檔案的轉換。
　　（3）net.sf.cglib.proxy ：實現建立代理和方法攔截器的類。
　　（4）net.sf.cglib.reflect ：實現快速反射和C#風格代理的類。
　　（5）net.sf.cglib.util：集合排序工具類。
　　（6）net.sf.cglib.beans：JavaBean相關的工具類。

　　CGLIB包是在ASM之上的一個高級別的層。對代理那些沒有實現介面的類非常有用。本質上，它是通過動態的生成一個子類去覆蓋所要代理類的不是final的方法，並設定好callback，則原有類的每個方法呼叫就會轉變成呼叫使用者定義的攔截方法（interceptors），這比JDK動態代理方法快多了。可見，Cglib的原理是對指定的目標類動態生成一個子類，並覆蓋其中方法實現增強，但因為採用的是繼承，所以不能對final修飾的類和final方法進行代理。

用Cglib建立動態代理

　　下圖表示Cglib常用到的幾類。

圖1 Cglib主要的介面

　　建立一個具體類的代理時，通常要用到的CGLIB包的APIs：

　　net.sf.cglib.proxy.Callback介面：在CGLIB包中是一個很關鍵的介面，所有被net.sf.cglib.proxy.Enhancer類呼叫的回撥（callback）介面都要繼承這個介面。

　　net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor介面：是最通用的回撥（callback）型別，它經常被AOP用來實現攔截（intercept）方法的呼叫。這個介面只定義了一個方法。

  1. public Object intercept(Object object, java.lang.reflect.Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable;  
　　當net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor做為所有代理方法的回撥 （callback）時，當對基於代理的方法呼叫時，在呼叫原物件的方法的之前會呼叫這個方法，如圖下圖所示。第一個引數是代理對像，第二和第三個引數分別 是攔截的方法和方法的引數。原來的方法可能通過使用java.lang.reflect.Method物件的一般反射呼叫，或者使用 net.sf.cglib.proxy.MethodProxy物件呼叫。net.sf.cglib.proxy.MethodProxy通常被首選使用，因為它更快。在這個方法中，我們可以在呼叫原方法之前或之後注入自己的程式碼。

圖1

　　net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor能夠滿足任何的攔截（interception ）需要，當對有些情況下可能過度。為了簡化和提高效能，CGLIB包提供了一些專門的回撥（callback）型別。例如：

　　net.sf.cglib.proxy.FixedValue：為提高效能，FixedValue回撥對強制某一特別方法返回固定值是有用的。

　　net.sf.cglib.proxy.NoOp：NoOp回撥把對方法呼叫直接委派到這個方法在父類中的實現。

　　net.sf.cglib.proxy.LazyLoader：當實際的物件需要延遲裝載時，可以使用LazyLoader回撥。一旦實際物件被裝載，它將被每一個呼叫代理物件的方法使用。

　　net.sf.cglib.proxy.Dispatcher：Dispathcer回撥和LazyLoader回撥有相同的特點，不同的是，當代理方法被呼叫時，裝載物件的方法也總要被呼叫。

　　 net.sf.cglib.proxy.ProxyRefDispatcher：ProxyRefDispatcher回撥和Dispatcher一樣，不同的是，它可以把代理物件作為裝載物件方法的一個引數傳遞。

　　代理類的所以方法經常會用到回撥（callback），當然你也可以使用net.sf.cglib.proxy.CallbackFilter 有選擇的對一些方法使用回撥（callback），這種考慮周詳的控制特性在JDK的動態代理中是沒有的。在JDK代理中，對 java.lang.reflect.InvocationHandler方法的呼叫對代理類的所有方法都有效。

　　CGLIB的代理包也對net.sf.cglib.proxy.Mixin提供支援。基本上，它允許多個物件被繫結到一個單一的大物件。在代理中對方法的呼叫委託到下面相應的物件中。

　　接下來我們看看如何使 用CGLIB代理APIs建立代理。

　　1、建立一個簡單的代理

CGLIB代理最核心類net.sf.cglib.proxy.Enhancer， 為了建立一個代理，最起碼你要用到這個類。首先，讓我們使用NoOp回撥建立一個代理。

  1. /**  

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