Java 動態代理原理圖解 (附：2種實現方式詳細對比)
動態代理在 Java 中有著廣泛的應用，例如：Spring AOP 面向切面編程，Hibernate 數據查詢、以及 RPC Dubbo 遠程調用等，都有非常多的實際應用@mikechen
Java 動態代理原理
按照代理的創建時期，代理類可以分為兩種：
- 靜態代理：由程式設計師創建或特定工具自動生成源程式碼，再對其編譯，在程式運行前，代理類的 .class 文件就已經存在了。
- 動態代理：在程式運行時，可以運用反射機制動態創建代理類的 .class 文件。
動態代理類與靜態代理類最主要的不同點是：代理類的位元組碼不是在程式運行前生成的，而是在程式運行時再虛擬機中程式自動創建的。
動態代理的實現方式很多。例如：JDK 自身提供的動態代理，就利用了上面提到的反射機制。除了反射，動態代理還可以通過 CGLib 來實現，而 CGLib 是基於 ASM（一個 Java 位元組碼操作框架）而非反射實現的。
簡單來說，動態代理是一種行為方式，而 反射或 ASM 只是它的一種實現手段而已。
本文我主要詳解 Java 動態代理的 2 種主流現方式：JDK 原生動態代理與 CGLib 。
JDK 原生動態代理
JDK Proxy 動態代理的實現無需引用第三方類，只需要實現 InvocationHandler 介面，重寫 invoke() 方法即可，整個實現程式碼如下所示：、
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/**
* JDK Proxy 相關示例
*/
public class ProxyExample {
static interface Car {
void running();
}
static class Bus implements Car {
@Override
public void running() {
System.out.println("The bus is running.");
}
}
static class Taxi implements Car {
@Override
public void running() {
System.out.println("The taxi is running.");
}
}
/**
* JDK Proxy
*/
static class JDKProxy implements InvocationHandler {
private Object target; // 代理對象
// 獲取到代理對象
public Object getInstance(Object target) {
this.target = target;
// 取得代理對象
return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
target.getClass().getInterfaces(), this);
}
/**
* 執行代理方法
* @param proxy 代理對象
* @param method 代理方法
* @param args 方法的參數
* @return
* @throws InvocationTargetException
* @throws IllegalAccessException
*/
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
System.out.println("動態代理之前的業務處理.");
Object result = method.invoke(target, args); // 執行調用方法（此方法執行前後，可以進行相關業務處理）
return result;
}
}
public static void main(String[] args) {
// 執行 JDK Proxy
JDKProxy jdkProxy = new JDKProxy();
Car carInstance = (Car) jdkProxy.getInstance(new Taxi());
carInstance.running();
以上程式的執行結果是：
動態代理之前的業務處理。
The taxi is running.
可以看出， JDK Proxy 實現動態代理的核心是實現 Invocation 介面，我們查看 Invocation 的源碼，會發現裡面其實只有一個 invoke() 方法，源碼如下：
public interface InvocationHandler {
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable;
}
這是因為在動態代理中有一個重要的角色，也就是代理器，它用於統一管理被代理的對象，顯然 InvocationHandler 就是這個代理器。而 invoke() 方法，則是觸發代理的執行方法，我們通過實現 Invocation 介面來擁有動態代理的能力。
CGLib 動態代理實現
CGLIB (Code Generation Library) 是一個基於 ASM 的位元組碼生成庫，它允許我們在運行時對位元組碼進行修改、和動態生成 CGLIB 通過繼承方式實現代理。
在使用 CGLib 之前，我們要先在項目中引入 CGLib 框架，在 pom.xml 中添加如下配置：
<dependency>
<groupId>cglib</groupId>
<artifactId>cglib</artifactId>
<version>3.3.0</version>
</dependency>
CGLib 的實現程式碼：
package com.mikechen.proxydemo;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
public class CGLibExample {
static class Car {
public void running() {
System.out.println("The car is running.");
}
}
/**
* CGLib 代理類
*/
static class CGLibProxy implements MethodInterceptor {
private Object target; // 代理對象
public Object getInstance(Object target) {
this.target = target;
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// 設置父類為實例類
enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());
// 回調方法
enhancer.setCallback(this);
// 創建代理對象
return enhancer.create();
}
@Override
public Object intercept(Object o, Method method,
Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
System.out.println("方法調用前業務處理.");
Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects); // 執行方法調用
return result;
}
}
// 執行 CGLib 的方法調用
public static void main(String[] args) {
// 創建 CGLib 代理類
CGLibProxy proxy = new CGLibProxy();
// 初始化代理對象
Car car = (Car) proxy.getInstance(new Car());
// 執行方法
car.running();
以上程式的執行結果是：
方法調用前業務處理。
The car is running.
可以看出：
CGLib 和 JDK Proxy 的實現程式碼比較類似，都是通過實現代理器的介面，再調用某一個方法完成動態代理的。
唯一不同的是，CGLib 在初始化被代理類時，是通過 Enhancer 對象把代理對象設置為被代理類的子類，來實現動態代理的。
因此，被代理類不能被關鍵字 final 修飾，如果被 final 修飾，再使用 Enhancer 設置父類時會報錯，動態代理的構建會失敗。
JDK 動態代理與 CGLib 的區別
1. JDK 動態代理具體實現原理
- 通過實現 InvocationHandler 介面，創建自己的調用處理器；
- 通過為 Proxy 類指定 ClassLoader 對象和一組 interface ，來創建動態代理；
- 通過反射機制獲取動態代理類的構造函數，其唯一參數類型就是調用處理器介面類型；
- 通過構造函數創建動態代理類實例，構造時調用處理器對象作為參數參入。
2. CGLib 動態代理
CGLib 是一個強大、高性能的 Code 生產類庫，可以實現運行期動態擴展 java 類，Spring 在運行期間通過 CGlib 繼承要被動態代理的類，重寫父類的方法，實現 AOP 面向切面編程。
3. 兩者對比
- JDK 動態代理是面向介面的。
- CGLib 動態代理是通過位元組碼底層繼承要代理類來實現（如果被代理類被 final 關鍵字所修飾，會失敗）。
4. 性能對比
- CGLib 所創建的動態代理對象，在實際運行時候的性能要比 JDK 動態代理高不少，有研究表明，大概要高出10倍；
- CGLib 在創建對象的時候所花費的時間，比 JDK 動態代理要多很多，有研究表明，大概要高出8倍。
因此，對於 singleton 的代理對象或者具有實例池的代理，因為無需頻繁的創建代理對象，更適合採用 CGLib 動態代理，反之，則比較適用 JDK 動態代理。
以上，是關於 Java 動態代理原理、以及動態代理2 種實現方式的解析。
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作者簡介
陳睿 | mikechen , 10年+大廠架構經驗,「mikechen 的互聯網架構」系列文章作者，專註於互聯網架構技術。
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