java之架构基础-动态代理&cglib

本文核心主要参数动态代理和cglib；

在以前的文章中，有提及到动态代理，它要解决的就是，当我们的某些代码前面或后面都需要一些处理的时候，如写日志、事务控制、做agent、自动化代码跟踪等，此时会给你带来无限的方便，这是JVM级别的提供的一种代理机制，不过在这种机制下调用方法在JVM7出来前还没有invokeDynamic的时候，调用的效率是很低的，此时方法调用都是通过method的invoke去实现。

其基本原理是基于实现JVM提供的一个：

InvocationHandler的接口，实现一个方法叫：public Object invoke(Object proxyed, Method method, Object[] args);

创建类的时候，通过实例化这个类（这个类就是实现InvocationHandler的类），再将实际要实现的类的class放进去，通过Proxy来实例化。

以下为一段简单动态代理的实现代码（ 以下代码放入一个文件：DynamicProxy. Java ）：

import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.InvocationTargetException; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy;  //定义了一个接口 interface Hello {    public String getInfos1();    public String getInfos2();    public void setInfo(String infos1, String infos2);    public void display(); } //定义它的实现类 class HelloImplements implements Hello {     private volatile String infos1;     private volatile String infos2;     public String getInfos1() {       return infos1;     }     public String getInfos2() {      return infos2;     }     public void setInfo(String infos1, String infos2) {      this.infos1 = infos1;      this.infos2 = infos2;    }     public void display() {      System.out.println("/t/t" + infos1 + "/t" + infos2);    } }  定义AOP的Agent class AOPFactory implements InvocationHandler {     private Object proxyed;     public AOPFactory(Object proxyed) {      this.proxyed = proxyed;    }     public void printInfo(String info, Object... args) {      System.out.println(info);      if (args == null) {        System.out.println("/t空值。");      }else {        for(Object obj : args) {          System.out.println(obj);        }     } }  public Object invoke(Object proxyed, Method method, Object[] args)  throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException,    InvocationTargetException {      System.out.println("/n/n====>调用方法名：" + method.getName());      Class<?>[] variables = method.getParameterTypes();      for(Class<?>typevariables: variables) {         System.out.println("=============>" + typevariables.getName());      }      printInfo("传入的参数为：", args);      Object result = method.invoke(this.proxyed, args);      printInfo("返回的参数为：", result);      printInfo("返回值类型为：", method.getReturnType());      return result;   } } //测试调用类 public class DynamicProxy {    public static Object getBean(String className) throws InstantiationException, IllegalAccessException,      ClassNotFoundException {       Object obj = Class.forName(className).newInstance();       InvocationHandler handler = new AOPFactory(obj);       return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj          .getClass().getInterfaces(), handler);   }    @SuppressWarnings("unchecked")   public static void main(String[] args) {     try {         Hello hello = (Hello) getBean("dynamic.HelloImplements");         hello.setInfo("xieyu1", "xieyu2");         hello.getInfos1();         hello.getInfos2();         hello.display();      } catch (Exception e) {         e.printStackTrace();      }   } }

OK,可以看看输出结果，此时的输出结果不仅仅有自己的Hello实现类的中打印结果，还有proxy代理中的结果，它可以捕获方法信息和入参数，也可以捕获返回结果，也可以操作方法，所以这种非侵入式编程本身就是侵入式的，呵呵！

好了，你会发现都有接口，有些时候写太多接口很烦，而且上面的调用性能的确不怎么样，除了JVM提供的动态代理，还有什么办法吗？有的，org的asm包可以动态修改字节码信息，也就是可以动态在内存中创建class类和修改class类信息；但是听起来貌似很复杂，cglib为我们包装了对asm的操作，整个ASM包的操作非常小，但是代码很精炼，很容易看懂。那么cglib实现的时候，就是通过创建一个类的子类，然后在调用时，子类方法肯定覆盖父类方法，然后子类在完成相关动作后，进行super的回调；

我们来看个例子（首先下载asm包，和cglib包，各个版本不同而不同，我使用的是asm-all-3.1.jar和cglib-2.2.jar）：

下面的程序只需创建文件：CglibIntereceptor.java 

import java.lang.reflect.Method; import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;  //创建一个类，用来做测试 class TestClass {    public void doSome() {      System.out.println("====>咿呀咿呀喂");    } } public class CglibIntereceptor {     static class MethodInterceptorImpl implements MethodInterceptor {      public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {         System.out.println(method);         proxy.invokeSuper(obj, args);         return null;      } }    public static void main(String[] args) {      Enhancer enhancer = new Enhancer();      enhancer.setSuperclass(TestClass.class);      enhancer.setCallback( new MethodInterceptorImpl() );      TestClass my = (TestClass)enhancer.create();      my.doSome();   } }

看看打印结果：

public void dynamic.TestClass.doSome()

====>咿呀咿呀喂

//注意看黑色粗体标识出来的代码，首先要实现MethodInterceptor，然后实现方法intercept，内部使用invokeSuper来调用父类；下面的实例都是通过Enhancer 来完成的；细节的后续我们继续探讨，现在就知道这样可以使用，而spring的真正实现也是类似于此，只是spring对于cglib的使用做了其他的包装而已；大家可以去看看spring对事务管理器的源码即可了解真相。

下面问题来了，我们有些时候对某些方法不想去AOP，因为我认为只有需要包装的才去包装，就像事务管理器中切入的时候，我们一般会配置一个模式匹配，哪些类和那些方法才需要做AOP；那么cglib怎么实现的，它提供了一个CallbackFilter来实现这个机制。OK，我们来看一个CallbackFilter的实例：

以下代码创建文件：CglibCallBackFilter.java

import java.lang.reflect.Method; import net.sf.cglib.proxy.Callback; import net.sf.cglib.proxy.CallbackFilter; import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy; import net.sf.cglib.proxy.NoOp;  class CallBackFilterTest {    public void doOne() {       System.out.println("====>1");   }    public void doTwo() {       System.out.println("====>2");   } }  public class CglibCallBackFilter {     static class MethodInterceptorImpl implements MethodInterceptor {       public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {            System.out.println(method);            return proxy.invokeSuper(obj, args);      }    }      static class CallbackFilterImpl implements CallbackFilter {            public int accept(Method method) {//返回1代表不会进行intercept的调用            return ("doTwo".equals(method.getName())) ? 1 : 0;        }     }   public static void main(String[] args) {      Callback[] callbacks =           new Callback[] { new MethodInterceptorImpl(),  NoOp.INSTANCE };       Enhancer enhancer = new Enhancer();       enhancer.setSuperclass(CallBackFilterTest.class);       enhancer.setCallbacks( callbacks );       enhancer.setCallbackFilter( new CallbackFilterImpl());       CallBackFilterTest callBackFilterTest = (CallBackFilterTest)enhancer.create();       callBackFilterTest.doOne();       callBackFilterTest.doTwo();   } }

看下打印结果：

public void dynamic.CallBackFilterTest.doOne()

====>1====>2

可以看到只有方法1打印出了方法名，方法2没有，也就是方法2调用时没有调用：intercept来做AOP操作，而是直接调用的；可以看出，他上层有一个默认值，而callbacks里面设置了NoOp.INSTANCE，就代表了不做任何操作的一个实例，你应该懂了吧，就是当不做AOP的时候调用那种实例来运行，当需要AOP的时候调用那个实例来运行；怎么对应上的，它自己不知道，accept返回的是一个数组的下标，callbacks是一个数组，那么你猜猜是不是数组的下标呢，你自己换下位置就知道了，呵呵，是的，没错就是数组下标，不相信可以翻翻他的源码就知道了。

其实你可以看出cglib就是在修改字节码，貌似很方面，spring、Hibernate等也大量使用它，但是并不代表你可以大量使用它，尤其是在写业务代码的时候，只有写框架才可以适当考虑使用这些东西，spring的反射等相关一般都是初始化决定的，一般都是单例的，前面谈及到JVM时，很多JVM优化原则都是基于VM的内存结构不会发生变化，如果发生了变化，那么优化就会存在很多的问题了，其次无限制使用这个东西可能会使得VM的Perm Gen内存溢出。

最后我们看个实际应用中没啥用途，但是cglib实现的一些东西，java在基于接口、抽象类的情况下，实现了很多特殊的机制，而cglib可以将两个根本不想管的接口和类合并到一起来操作，这也是字节码的一个功劳，呵呵，它的原理就是在接口下实现了子类，并把其他两个作为回调的方法，即可实现，但是实际应用中这种用法很诡异，cglib中是使用：Mixin来创建，而并非Enhancer了。例子如下：

创建文件：CglibMixin.java

import net.sf.cglib.proxy.Mixin;  interface Interface1 {    public void doInterface1(); } interface Interface2 {    public void doInterface2(); } class ImpletmentClass1 implements Interface1 {    public void doInterface1() {       System.out.println("===========>方法1");    } } class ImpletmentClass2 implements Interface2 {    public void doInterface2() {       System.out.println("===========>方法2");    } }  public class CglibMixin {     public static void main(String []args) {        Class<?>[] interfaces =              new Class[] { Interface1.class, Interface2.class };        Object[] implementObjs =              new Object[] { new ImpletmentClass1(), new ImpletmentClass2()};        Object obj = Mixin.create(interfaces,implementObjs);        Interface1 interface1 = (Interface1)obj;        Interface2 interface2 = (Interface2)obj;        interface1.doInterface1();        interface2.doInterface2();    } }

结果就不用打印了，上面有描述，主要是两个接口、两个实例，最终用一个对象完成了，传递过程中只有一个，比起传统意义上的多态更加具有多态的效果，呵呵，不过还是建议少用。

本文只是简单阐述框架级别动态代理和cglib的实现，后续会深入探讨一些cglib的实现细节和功能，以及如何在框架中抽象出模型出来。