Java代理3：二刷代理
- 2020 年 1 月 22 日
- 笔记
静态代理
- Subject：抽象角色。可以是接口，也可以是抽象类。声明真实对象（Real Subject）和代理对象(Proxy Subject)的共同接口。
- Real Subject：真实角色。定义代理角色所代表的真实实体，即最终要引用的对象。
- Proxy Subjcet：代理角色。包含真实对象的引用，负责对真实对象的调用，并在真实对象处理前后做预处理与善后工作；提供与真是对象（Real Subject）相同的接口以便任何时候都可以代替真实实体。
为保持行为的一致性，代理角色与真实角色通常会实现相同的接口。
详细代码实例请见:Java代理1 代理和动态代理的基础与使用 中的静态代理部分。
优点
- 职责清晰：真是角色只需关注业务逻辑的实现。非业务逻辑的部分交给后期的代理角色即可。
- 高扩展：可以在不修改真实对象的前提下，对目标功能扩展。
缺点
- 代理角色的一个接口对应一种类型的对象（即代理角色与真实角色通常会实现相同的接口），如果要代理的过多，就会产生大量的类，从而导致类的急速膨胀。
- 接口添加一个方法后，所有实现类都要实现该方法，所有的代理类也需要实现该方法。增加了代码维护的复杂度。
JDK Proxy动态代理
在使用动态代理时，需要定义一个位于代理类与委托类之间的中介类，也叫动态代理类，该类被要求实现InvocationHandler接口。
当调用代理类对象的方法时，这个“调用”会转送到中介类的invoke方法中。参数proxy为调用method的代理实例(即动态生成的那个代理类)，method标识了我们具体调用的是代理类的哪个方法，args为这个方法的参数。
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable
一个典型的动态代理可分为以下四个步骤：
- 创建抽象角色（如：Animal）
- 创建真实角色(如：Dog)
- 通过实现InvocationHandler接口创建中介类（如：DynamicProxyHandler）
- 通过场景类，动态生成代理类（如：SimpleDynamicProxy）
详细代码实例请见:Java代理2 动态代理的实现原理分析
在场景类中通过如下代码动态产生了一个代理类，并返回了其实例：
Animal prox = (Animal) Proxy.newProxyInstance( Animal.class.getClassLoader(), new Class[]{Animal.class}, new DynamicProxyHandler(dog) );
Proxy的newProxyInstance主要业务逻辑为：
// 1 获得与传入的指定类装载器（loader）和接口列表（intfs）相关的代理类类型对象，亦既生成代理类class,并加载到JVM中 Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); // 2 通过反射获取该代理类的构造函数，亦既获取代理类的参数类型为InvocationHandler的构造函数 final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); // 3 返回这个新的代理类的一个实例，亦既生成并返回代理类实例 return cons.newInstance(new Object[]{h});
具体做的事有:
- 根据传入的参数interfaces动态生成一个类，它实现interfaces中的接口，该例中即Animal接口的doBark方法和somethingElse方法。假设动态生成的类为$Proxy0。
- 通过传入的classloder（该例中即Animal.class.getClassLoader()）,将刚生成的$Proxy0类加载到jvm中。
- 利用中介类，调用$Proxy0的$Proxy0(InvocationHandler)构造函数，创建$Proxy0类的实例，其InvocationHandler属性，为我们创建的中介类。
其核心为getProxyClass0方法。
/** * Generate a proxy class. Must call the checkProxyAccess method * to perform permission checks before calling this. */ private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces) { // 校验接口数量 if (interfaces.length > 65535) { throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded"); } // 从缓存中获取，如果没有就通过ProxyClassFactory创建 // If the proxy class defined by the given loader implementing // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy; // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory return proxyClassCache.get(loader, interfaces); }
Proxy类中有一属性proxyClassCache，这是一个java.lang.reflect.WeakCache类型的静态变量，其指示了类加载器和代理类之间的映射。proxyClassCache的get方法用于根据类加载器来获取Proxy类，如果已经存在则直接从cache中返回，如果没有则创建一个映射并更新cache表。
proxyClassCache的get方法supplier.get() 当是创建代理类时，supplier为是Factory,这个类定义在WeakCach的内部。Factory中get方法又通过 value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter)); 调用了 java.lang.reflect.Proxy.ProxyClassFactory 的apply方法（valueFactory即ProxyClassFactory）。
最终通过apply中的如下语句生成代理类。
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass( proxyName, interfaces, accessFlags);
ProxyGenerator.generateProxyClass方法可以不填写最后一个参数，从而我们可以通过如下代码手动生成代理类。
byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy0", Dog.class.getInterfaces());
JDK的动态生成的代理类均会继承Proxy类，由于java的单继承特性，故之后只能跟随实现接口，从而只能代理实现了接口的类。
CGLIB代理
JDK动态代理只能代理实现了接口的类。
CGLIB动态代理针对类实现代理，原理是对目标类生成一个子类，并覆盖其中方法实现增强，由于是继承，无法对final修饰的类进行代理。
实现步骤
- 创建目标对象（如：DogCGlib）
- 通过实现MethodInterceptor接口创建中介类（如：CGlibProxy）
- 通过场景类，动态生成代理类（如：CGLIBDemo）
详细代码实例请见:Java代理1 代理和动态代理的基础与使用 中的CGLIB动态代理部分。
在场景类中通过如下代码动态产生了一个代理类，并返回了其实例：
// proxy为CGlibProxy实例，即CGlibProxy proxy = new CGlibProxy(); DogCGlib dog = (DogCGlib)proxy.getInstance(DogCGlib.class);
getInstance要做的事有：
- 创建Enhancer实例
- 通过setSuperclass设置目标类
- 通过setCallback设置拦截对象
- create方法生成Target的代理类，并返回代理类的实例
Enhancer是CGLib的字节码增强器，可以方便的对类进行扩展，内部调用GeneratorStrategy.generate方法生成代理类的字节码，通过以下方式可以生成class文件：
System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "./tmp/");
具体生成如下:
其中DogCGlib$$EnhancerByCGLIB$$556eb8b5.class为生成的代理类，进去可见
public class DogCGlib$$EnhancerByCGLIB$$556eb8b5 extends DogCGlib implements Factory { ... static void CGLIB$STATICHOOK1() { CGLIB$THREAD_CALLBACKS = new ThreadLocal(); CGLIB$emptyArgs = new Object[0]; Class var0 = Class.forName("Others.base.SimpleProxy.CGLibDemo.DogCGlib$$EnhancerByCGLIB$$556eb8b5"); Class var1; Method[] var10000 = ReflectUtils.findMethods(new String[]{"equals", "(Ljava/lang/Object;)Z", "toString", "()Ljava/lang/String;", "hashCode", "()I", "clone", "()Ljava/lang/Object;"}, (var1 = Class.forName("java.lang.Object")).getDeclaredMethods()); CGLIB$equals$2$Method = var10000[0]; CGLIB$equals$2$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "(Ljava/lang/Object;)Z", "equals", "CGLIB$equals$2"); CGLIB$toString$3$Method = var10000[1]; CGLIB$toString$3$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "()Ljava/lang/String;", "toString", "CGLIB$toString$3"); CGLIB$hashCode$4$Method = var10000[2]; CGLIB$hashCode$4$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "()I", "hashCode", "CGLIB$hashCode$4"); CGLIB$clone$5$Method = var10000[3]; CGLIB$clone$5$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "()Ljava/lang/Object;", "clone", "CGLIB$clone$5"); var10000 = ReflectUtils.findMethods(new String[]{"somethingElse", "(Ljava/lang/String;)V", "doBark", "()V"}, (var1 = Class.forName("Others.base.SimpleProxy.CGLibDemo.DogCGlib")).getDeclaredMethods()); CGLIB$somethingElse$0$Method = var10000[0]; CGLIB$somethingElse$0$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "(Ljava/lang/String;)V", "somethingElse", "CGLIB$somethingElse$0"); CGLIB$doBark$1$Method = var10000[1]; CGLIB$doBark$1$Proxy = MethodProxy.create(var1, var0, "()V", "doBark", "CGLIB$doBark$1"); } private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0; ... final void CGLIB$doBark$1() { super.doBark(); } public final void doBark() { MethodInterceptor var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0; if (this.CGLIB$CALLBACK_0 == null) { CGLIB$BIND_CALLBACKS(this); var10000 = this.CGLIB$CALLBACK_0; } if (var10000 != null) { var10000.intercept(this, CGLIB$doBark$1$Method, CGLIB$emptyArgs, CGLIB$doBark$1$Proxy); } else { super.doBark(); } } ... }
每个被代理的方法都对应一个MethodProxy对象，methodProxy.invokeSuper方法最终调用委托类的doBark方法。
JDK代理通过反射，CGLIB通过MethodProxy+FastClass方式（类似索引的方式直接调用委托类方法）实现方法调用。
FastClass其实就是对Class对象进行特殊处理，提出下标概念index，通过索引保存方法的引用信息，将原先的反射调用，转化为方法的直接调用，从而体现所谓的fast。
CGLIB部分暂时跟不下去了，网上搜到的内容大量的同质化，扩展里面的前三篇相对来说同质化的内容少一些。由于有些内容还不明白，导致不能像JDK动态代理那样流畅。
问题如：
- 怎样通过生成的动态代理类调到intercept。
- 动态代理类如何与FastClass相结合的。
核心其实就是:
dog.doBark();
如何调到MethodInterceptor.intercept方法的，这个留给日后单独开一篇探索吧。
