CGLib浅析

2021 年 9 月 12 日
筆記
代理

CGLib浅析

什么是CGLib

CGLIB实现动态代理，并不要求被代理类必须实现接口，底层采用asm字节码生成框架生成代理类字节码(该代理类继承了被代理类)。

所以被代理类一定不能定义为final class并且对于final 方法不能被代理。

实现需要

//MethodInterceptor接口的intercept方法
/**
*obj 代理对象
*method 委托类方法,被代理对象的方法字节码对象
*arg 方法参数
*MethodProxy 代理方法MethodProxy对象，每个方法都会对应有这样一个对象 
*/
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] arg, MethodProxy proxy)

Ehancer enhancer = new Enhancer() //Enhancer为字节码增强器,很方便对类进行扩展
enhancer.setSuperClass(被代理类.class);
enhancer.setCallback(实现MethodInterceptor接口的对象)
enhancer.create()

代码案例

导入依赖

<dependency>
  <groupId>cglib</groupId>
  <artifactId>cglib</artifactId>
  <version>3.3.0</version>
</dependency>

UserDaoImpl 用户实现类(RealSubject)

public class UserDaoImpl {
    public boolean insert(String name) {
        System.out.println("insert name=" + name);
        return true;
    }

    public final boolean insert1(String name) {
        System.out.println("final insert name=" + name);
        return true;
    }
}

CglibProxy CGLIB代理类(Proxy)

public class CglibProxy implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("----------before----------");
        System.out.println("Proxy=" + o.getClass());
        System.out.println("method=" + method);
        System.out.println("args=" + Arrays.toString(objects));
        System.out.println("methodProxy=" + methodProxy);
        //执行目标方法对象
        Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
        System.out.println("----------after----------");
        return result;
    }
}

ProxyFactory 代理工厂

public class ProxyFactory {
    private static Enhancer enhancer = new Enhancer();
    private static CglibProxy cglibProxy = new CglibProxy();
    
    public static Object getProxy(Class cls) {
        enhancer.setSuperclass(cls);
        enhancer.setCallback(cglibProxy);
        return enhancer.create();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        UserDaoImpl userDao = (UserDaoImpl) getProxy(UserDaoImpl.class);
        userDao.insert("zc");
    }
}

CGLib流程

Ehancer enhancer = new Enhancer() //Enhancer为字节码增强器,很方便对类进行扩展
enhancer.setSuperClass(被代理类.class);    //为生成的类设置父类
enhancer.setCallback(实现MethodInterceptor接口的对象);
enhancer.create();    //创建代理对象

创建代理对象会经过三步：

1.生成代理类的二进制字节码文件。

2.加载二进制字节码文件到JVM，生成class对象。

3.反射获得实例构造方法，创建代理对象。

接下来，看看反编译出现的Java文件：

CGLib反编译方法

使用以下语句

System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "D:\\xxxx")

使用HSDB进行反编译
使用 authas 配合 jad进行反编译

具体使用方法可以自行查找

以insert() 为入口开始：

UserDaoImpl userDao = (UserDaoImpl) getProxy(UserDaoImpl.class);  //Ehancer，创建代理对象
userDao.insert("zc");

这时候会进入UserDaoImpl$$EnhancerByCGLIB$$f32f6ae2 中的 insert()

public final boolean insert(String string) {
    MethodInterceptor methodInterceptor = this.CGLIB$CALLBACK_0;
    if (methodInterceptor == null) {
        UserDaoImpl$$EnhancerByCGLIB$$f32f6ae2.CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
        methodInterceptor = this.CGLIB$CALLBACK_0;
    }
    if (methodInterceptor != null) {
        Object object = methodInterceptor.intercept(this, CGLIB$insert$0$Method, new Object[]{string}, CGLIB$insert$0$Proxy);
        return object == null ? false : (Boolean)object;
    }
    return super.insert(string);
}

其实在上述方法中，是因为设置了 enhancer.setCallback(cglibProxy); ,只要不为空，则会执行

Object object = methodInterceptor.intercept(this, CGLIB$insert$0$Method, new Object[]{string}, CGLIB$insert$0$Proxy);

this : 当前代理对象

CGLIB$say$0$Method : 目标类中的方法

CGLIB$emptyArgs : 方法参数，这里为空

CGLIB$say$0$Proxy : 代理类生成的代理方法

这样会去调用 CglibProxy.intercept() 方法

/**
 * Object：cglib生成的代理对象
 * Method：被代理对象方法
 * Object[]：方法入参
 * MethodProxy：代理的方法
 */
public class CglibProxy implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("----------before----------");
        
        //执行目标方法对象
        Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects);

        System.out.println("----------after----------");
        return result;
    }
}

这时候进入 methodProxy.invokeSuper(o, objects) 方法

public Object invokeSuper(Object obj, Object[] args) throws Throwable {
    try {
        init();
        FastClassInfo fci = fastClassInfo;
        return fci.f2.invoke(fci.i2, obj, args);
    } catch (InvocationTargetException e) {
        throw e.getTargetException();
    }
}

第一反应，可能不知道是f2、i2 都是什么，这里扯一下 init() 方法，其中对于FastClass 类，就是反编译出来的对应类：

private void init()
{
    if (fastClassInfo == null)
    {
        synchronized (initLock)
        {
            if (fastClassInfo == null)
            {
                CreateInfo ci = createInfo;
                FastClassInfo fci = new FastClassInfo();
                fci.f1 = helper(ci, ci.c1);    // 被代理类FastClass
                fci.f2 = helper(ci, ci.c2);    // 代理类FastClass
                fci.i1 = fci.f1.getIndex(sig1); // 被代理类的方法签名(index)
                fci.i2 = fci.f2.getIndex(sig2); // 代理类的方法签名(index)
                fastClassInfo = fci;
                createInfo = null;
            }
        }
    }
}

private static class FastClassInfo
{
    FastClass f1;  // 被代理类FastClass
    FastClass f2;  // 代理类FastClass
    int i1;  // 被代理类的方法签名(index)
    int i2;  // 代理类的方法签名(index)
}

fci.f2 = helper(ci, ci.c2);    // 代理类FastClass
fci.i2 = fci.f2.getIndex(sig2); // 代理类的方法签名(index)

这时候看到UserDaoImpl$$EnhancerByCGLIB$$f32f6ae2$$FastClassByCGLIB$$9fc87de5 中

@Override
public int getIndex(Signature signature) {
    String string = ((Object)signature).toString();
    switch (string.hashCode()) {
         //XXXXX 省略
            
        case -747055045: {
            if (!string.equals("CGLIB$insert$0(Ljava/lang/String;)Z")) break;
            return 16;
        }
            
       //XXXXX 省略
    return -1;
}

所以 i2 在其中为 16 , 这时候运行下面方法

fci.f2.invoke(fci.i2, obj, args)

即，UserDaoImpl$$EnhancerByCGLIB$$f32f6ae2$$FastClassByCGLIB$$9fc87de5 中 invoke() 方法

@Override
public Object invoke(int n, Object object, Object[] objectArray) throws InvocationTargetException {
    UserDaoImpl$$EnhancerByCGLIB$.f32f6ae2 f32f6ae22 = (UserDaoImpl$$EnhancerByCGLIB$.f32f6ae2)object;
    try {
        switch (n) {
             //XXXXX 省略
            case 16: {
                return new Boolean(f32f6ae22.CGLIB$insert$0((String)objectArray[0]));
            }
            //XXXXX 省略
        }
    }
    catch (Throwable throwable) {
        throw new InvocationTargetException(throwable);
    }
    throw new IllegalArgumentException("Cannot find matching method/constructor");
}

可以看到，他进行调用的是 UserDaoImpl$$EnhancerByCGLIB$f32f6ae2 中的 CGLIB$insert$0() 方法

final boolean CGLIB$insert$0(String string) {
    return super.insert(string);
}

这里，才是真正调用到了父类（目标类）中对应的方法。至此，整个的调用流程完毕。

流程总结

首先生成代理对象。创建增强类enhancer，设置代理类的父类，设置回调拦截方法，返回创建的代理对象；
调用代理类中的方法。这里调用的代理类中的方法实际上是重写的父类的拦截。重写的方法中会去调用intercept方法;
调用intercept，方法中会对调用代理方法中的invokeSuper方法。而在 invokeSuper 中维护了一个 FastClassInfo类，其包含四个属性字段，分别为FastClass f1(目标类)、FastClass f2 (代理类)、int i1(目标类要执行方法的下标)、int i2(代理类要执行方法的下标); invokeSuper中会调用的为代理类中的对应方法（代理类继承于父类的时候，对于其父类的方法，自己会生成两个方法，一个是重写的方法，一个是代理生成的方法，这里调用的即是代理生成的方法）；
调用代理类中的代理方法。代理方法中通过super.xxxx(string)来实际真正的调用要执行的方法；

思考

这时候，可能心中还有一个疑惑，明明下面两个方法中都有 super.xxxx(string) , 但是使用的是 invokeSuper() ，而不是 invoke()

看下这两个方法：

final boolean CGLIB$insert$0(String string) {
    return super.insert(string);
}

public final boolean insert(String string) {
    MethodInterceptor methodInterceptor = this.CGLIB$CALLBACK_0;
    if (methodInterceptor == null) {
        UserDaoImpl$$EnhancerByCGLIB$$f32f6ae2.CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
        methodInterceptor = this.CGLIB$CALLBACK_0;
    }
    if (methodInterceptor != null) {
        Object object = methodInterceptor.intercept(this, CGLIB$insert$0$Method, new Object[]{string}, CGLIB$insert$0$Proxy);
        return object == null ? false : (Boolean)object;
    }
    return super.insert(string);
}

如果使用invokeSuper() ：

    public Object invokeSuper(Object obj, Object[] args) throws Throwable {
        try {
            init();
            FastClassInfo fci = fastClassInfo;
            //执行被代理类FastClass 的对应 i2 索引的方法
            return fci.f2.invoke(fci.i2, obj, args);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw e.getTargetException();
        }
    }

就是按照上面讲的步骤，先进行 insert() 方法，经过intercept，最终可以运行到 CGLIB$insert$0() ，调用到了父类（目标类）中对应的方法。

如果使用invoke() ：

public Object invoke(Object obj, Object[] args) throws Throwable {
    try {
        init();
        FastClassInfo fci = fastClassInfo;
        //执行代理类FastClass 的对应 i1 索引的方法
        return fci.f1.invoke(fci.i1, obj, args);
    } catch (InvocationTargetException e) {
        throw e.getTargetException();
    } catch (IllegalArgumentException e) {
        if (fastClassInfo.i1 < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Protected method: " + sig1);
        throw e;
    }
}

i1 的值通过下面方法获取为 1

@Override
public int getIndex(Signature signature) {
    String string = ((Object)signature).toString();
    switch (string.hashCode()) {
            //XXXXX 省略
        case -982250262: {
            if (!string.equals("insert(Ljava/lang/String;)Z")) break;
            return 1;
        }
            //XXXXX 省略
    }
    return -1;
}

接着，执行对应方法

@Override
public Object invoke(int n, Object object, Object[] objectArray) throws InvocationTargetException {
    UserDaoImpl userDaoImpl = (UserDaoImpl)object;
    try {
        switch (n) {
           //XXXXX 省略
            case 1: {
                return new Boolean(userDaoImpl.insert((String)objectArray[0]));
            }
           //XXXXX 省略
        }
    }
    catch (Throwable throwable) {
        throw new InvocationTargetException(throwable);
    }
    throw new IllegalArgumentException("Cannot find matching method/constructor");
}

先进行 insert() 方法，经过intercept，通过 invoke() 方法，再次进入insert()方法，继而是一直死循环。

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Tags: 代理

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