描述Java动态代理的几种实现方式,分别说出相应的优缺点。

描述Java动态代理的几种实现方式,分别说出相应的优缺点。

技术杂谈小彩虹2021-07-16 22:49:3090A+A-

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AOP的拦截功能是由java中的动态代理来实现的。说白了,就是在目标类的基础上增加切面逻辑,生成增强的目标类(该切面逻辑或者在目标类函数执行之前,或者目标类函数执行之后,或者在目标类函数抛出异常时候执行。不同的切入时机对应不同的Interceptor的种类,如BeforeAdviseInterceptor,AfterAdviseInterceptor以及ThrowsAdviseInterceptor等)。

那么动态代理是如何实现将切面逻辑(advise)织入到目标类方法中去的呢?下面我们就来详细介绍并实现AOP中用到的两种动态代理。

AOP的源码中用到了两种动态代理来实现拦截切入功能:jdk动态代理和cglib动态代理。两种方法同时存在,各有优劣。

jdk动态代理是由java内部的反射机制来实现的,cglib动态代理底层则是借助asm来实现的。

总的来说,反射机制在生成类的过程中比较高效,而asm在生成类之后的相关执行过程中比较高效(可以通过将asm生成的类进行缓存,这样解决asm生成类过程低效问题)。还有一点必须注意:jdk动态代理的应用前提,必须是目标类基于统一的接口。如果没有上述前提,jdk动态代理不能应用。由此可以看出,jdk动态代理有一定的局限性,cglib这种第三方类库实现的动态代理应用更加广泛,且在效率上更有优势。

1、定义接口和实现

package com.proxy;

public interface UserService {
    public String getName(int id);

    public Integer getAge(int id);
}
package com.proxy;

public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public String getName(int id) {
        System.out.println("------getName------");
        return "riemann";
    }

    @Override
    public Integer getAge(int id) {
        System.out.println("------getAge------");
        return 26;
    }
}

2、jdk动态代理实现

jdk动态代理是jdk原生就支持的一种代理方式,它的实现原理,就是通过让target类和代理类实现同一接口,代理类持有target对象,来达到方法拦截的作用,这样通过接口的方式有两个弊端,一个是必须保证target类有接口,第二个是如果想要对target类的方法进行代理拦截,那么就要保证这些方法都要在接口中声明,实现上略微有点限制。

package com.proxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    public Object target;

    MyInvocationHandler() {
        super();
    }

    MyInvocationHandler(Object target) {
        super();
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        if ("getName".equals(method.getName())) {
            System.out.println("++++++before " + method.getName() + "++++++");
            Object result = method.invoke(target, args);
            System.out.println("++++++after " + method.getName() + "++++++");
            return result;
        } else {
            Object result = method.invoke(target, args);
            return result;
        }
    }
}
package com.proxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class Main1 {
    public static void main(String[] args) {
        UserService userService = new UserServiceImpl();
        InvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(userService);
        UserService userServiceProxy = (UserService) Proxy.newProxyInstance(userService.getClass().getClassLoader(),
                userService.getClass().getInterfaces(),invocationHandler);
        System.out.println(userServiceProxy.getName(1));
        System.out.println(userServiceProxy.getAge(1));
    }
}

输出结果:

++++++before getName++++++
------getName------
++++++after getName++++++
riemann
------getAge------
26

3、cglib动态代理实现

Cglib是一个优秀的动态代理框架,它的底层使用ASM在内存中动态的生成被代理类的子类,使用CGLIB即使代理类没有实现任何接口也可以实现动态代理功能。CGLIB具有简单易用,它的运行速度要远远快于JDK的Proxy动态代理:

cglib有两种可选方式,继承和引用。第一种是基于继承实现的动态代理,所以可以直接通过super调用target方法,但是这种方式在spring中是不支持的,因为这样的话,这个target对象就不能被spring所管理,所以cglib还是才用类似jdk的方式,通过持有target对象来达到拦截方法的效果。

CGLIB的核心类:
net.sf.cglib.proxy.Enhancer – 主要的增强类
net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor – 主要的方法拦截类,它是Callback接口的子接口,需要用户实现
net.sf.cglib.proxy.MethodProxy – JDK的java.lang.reflect.Method类的代理类,可以方便的实现对源对象方法的调用,如使用:
Object o = methodProxy.invokeSuper(proxy, args);//虽然第一个参数是被代理对象,也不会出现死循环的问题。

net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor接口是最通用的回调(callback)类型,它经常被基于代理的AOP用来实现拦截(intercept)方法的调用。这个接口只定义了一个方法
public Object intercept(Object object, java.lang.reflect.Method method,
Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable;

第一个参数是代理对像,第二和第三个参数分别是拦截的方法和方法的参数。原来的方法可能通过使用java.lang.reflect.Method对象的一般反射调用,或者使用 net.sf.cglib.proxy.MethodProxy对象调用。net.sf.cglib.proxy.MethodProxy通常被首选使用,因为它更快。

package com.proxy.cglib;

import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
 
public class CglibProxy implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("++++++before " + methodProxy.getSuperName() + "++++++");
        System.out.println(method.getName());
        Object o1 = methodProxy.invokeSuper(o, args);
        System.out.println("++++++before " + methodProxy.getSuperName() + "++++++");
        return o1;
    }
}
package com.proxy.cglib;
 
import com.meituan.hyt.test3.service.UserService;
import com.meituan.hyt.test3.service.impl.UserServiceImpl;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
 
public class Main2 {
    public static void main(String[] args) {
        CglibProxy cglibProxy = new CglibProxy();
 
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(UserServiceImpl.class);
        enhancer.setCallback(cglibProxy);
 
        UserService o = (UserService)enhancer.create();
        o.getName(1);
        o.getAge(1);
    }
}

输出结果:

++++++before CGLIB$getName$0++++++
getName
------getName------
++++++before CGLIB$getName$0++++++
++++++before CGLIB$getAge$1++++++
getAge
------getAge------
++++++before CGLIB$getAge$1++++++

4、需要注意的问题

需要注意的是,当一个方法没有被aop事务包裹,在该方法内部去调用另外一个有aop事务包裹的方法时,这个方法的aop事务不会生效。比如:

public void register() {
    aopRegister();
}
 
@Transactional
public void aopRegister() {
 
}

因为通过上面的分析我们知道,在spring中,无论通过jdk的形式还是cglib的形式,代理类对target对象的方法进行拦截,其实都是通过让代理类持有target对象的引用,当外部引用aop包围的方法时,调用的其实是代理类对应的方法,代理类持有target对象,便可以控制target方法执行时的全方位拦截。

而如果在target的内部方法register调用一个aop包围的target方法aopRegister,调用的其实就是target自身的方法,因为这时候的this指针是不可能指向代理类的。所以事务是不能生效的。

5、优缺点

  • 速度比较
//测试结果
//创建代理的速度
Create JDK Proxy: 13 ms  
Create CGLIB Proxy: 217 ms  //较慢
Create JAVAASSIST Proxy: 99 ms  
Create JAVAASSIST Bytecode Proxy: 168 ms   //较慢
Create ASM Proxy: 3 ms  //最快

================  
Run JDK Proxy: 2224 ms, 634,022 t/s  //很慢,jdk生成的字节码考虑了太多的条件,所以字节码非常多,大多都是用不到的
Run CGLIB Proxy: 1123 ms, 1,255,623 t/s  //较慢,也是因为字节码稍微多了点
Run JAVAASSIST Proxy: 3212 ms, 438,999 t/s   //非常慢,完全不建议使用javassist的代理类来实现动态代理
Run JAVAASSIST Bytecode Proxy: 206 ms, 6,844,977 t/s  //和asm差不多的执行速度,因为他们都是只生成简单纯粹的执行字节码,非常少(所以直接用javassist生成代理类的方式最值得推荐[从速度上讲])
Run ASM Bytecode Proxy: 209 ms, 6,746,724 t/s   //asm什么都是最快的,毕竟是只和最底层打交道
  • 便捷性比较

排序(只是生成字节码,语义性):javassist>asm
排序(动态代理):cglib=jdk>javassist bytecode>javassist proxy>asm

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