131
財經資訊
java之架構基礎-動態代理&cglib
本文核心主要參數動態代理和cglib；
在以前的文章中，有提及到動態代理，它要解決的就是，當我們的某些代碼前麵或後麵都需要一些處理的時候，如寫日誌、事務控製、做agent、自動化代碼跟蹤等，此時會給你帶來無限的方便，這是JVM級別的提供的一種代理機製，不過在這種機製下調用方法在JVM7出來前還沒有invokeDynamic的時候，調用的效率是很低的，此時方法調用都是通過method的invoke去實現。
其基本原理是基於實現JVM提供的一個：
InvocationHandler的接口，實現一個方法叫：public Object invoke(Object proxyed, Method method, Object[] args);
創建類的時候，通過實例化這個類（這個類就是實現InvocationHandler的類），再將實際要實現的類的class放進去，通過Proxy來實例化。
以下為一段簡單動態代理的實現代碼（以下代碼放入一個文件：DynamicProxy.java）：
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
//定義了一個接口
interface Hello {
public String getInfos1();
public String getInfos2();
public void setInfo(String infos1, String infos2);
public void display();
}
//定義它的實現類
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);
}
}
定義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====>調用方法名：" + method.getName());
Class<?>[] variables = method.getParameterTypes();
for(Class<?>typevariables: variables) {
System.out.println("=============>" + typevariables.getName());
}
printInfo("傳入的參數為：", args);
Object result = method.invoke(this.proxyed, args);
printInfo("返回的參數為：", result);
printInfo("返回值類型為：", method.getReturnType());
return result;
}
}
//測試調用類
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,可以看看輸出結果，此時的輸出結果不僅僅有自己的Hello實現類的中打印結果，還有proxy代理中的結果，它可以捕獲方法信息和入參數，也可以捕獲返回結果，也可以操作方法，所以這種非侵入式編程本身就是侵入式的，嗬嗬！
好了，你會發現都有接口，有些時候寫太多接口很煩，而且上麵的調用性能的確不怎麼樣，除了JVM提供的動態代理，還有什麼辦法嗎？有的，org的asm包可以動態修改字節碼信息，也就是可以動態在內存中創建class類和修改class類信息；但是聽起來貌似很複雜，cglib為我們包裝了對asm的操作，整個ASM包的操作非常小，但是代碼很精煉，很容易看懂。那麼cglib實現的時候，就是通過創建一個類的子類，然後在調用時，子類方法肯定覆蓋父類方法，然後子類在完成相關動作後，進行super的回調；
我們來看個例子（首先下載asm包，和cglib包，各個版本不同而不同，我使用的是asm-all-3.1.jar和cglib-2.2.jar）：
下麵的程序隻需創建文件：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;
//創建一個類，用來做測試
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();
}
}
看看打印結果：
public void dynamic.TestClass.doSome()====>咿呀咿呀喂
//注意看黑色粗體標識出來的代碼，首先要實現MethodInterceptor，然後實現方法intercept，內部使用invokeSuper來調用父類；下麵的實例都是通過Enhancer 來完成的；細節的後續我們繼續探討，現在就知道這樣可以使用，而spring的真正實現也是類似於此，隻是spring對於cglib的使用做了其他的包裝而已；大家可以去看看spring對事務管理器的源碼即可了解真相。
下麵問題來了，我們有些時候對某些方法不想去AOP，因為我認為隻有需要包裝的才去包裝，就像事務管理器中切入的時候，我們一般會配置一個模式匹配，哪些類和那些方法才需要做AOP；那麼cglib怎麼實現的，它提供了一個CallbackFilter來實現這個機製。OK，我們來看一個CallbackFilter的實例：
以下代碼創建文件：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代表不會進行intercept的調用
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();
}
}
看下打印結果：
public void dynamic.CallBackFilterTest.doOne()====>1
====>2
可以看到隻有方法1打印出了方法名，方法2沒有，也就是方法2調用時沒有調用：intercept來做AOP操作，而是直接調用的；可以看出，他上層有一個默認值，而callbacks裏麵設置了NoOp.INSTANCE，就代表了不做任何操作的一個實例，你應該懂了吧，就是當不做AOP的時候調用那種實例來運行，當需要AOP的時候調用那個實例來運行；怎麼對應上的，它自己不知道，accept返回的是一個數組的下標，callbacks是一個數組，那麼你猜猜是不是數組的下標呢，你自己換下位置就知道了，嗬嗬，是的，沒錯就是數組下標，不相信可以翻翻他的源碼就知道了。
其實你可以看出cglib就是在修改字節碼，貌似很方麵，spring、Hibernate等也大量使用它，但是並不代表你可以大量使用它，尤其是在寫業務代碼的時候，隻有寫框架才可以適當考慮使用這些東西，spring的反射等相關一般都是初始化決定的，一般都是單例的，前麵談及到JVM時，很多JVM優化原則都是基於VM的內存結構不會發生變化，如果發生了變化，那麼優化就會存在很多的問題了，其次無限製使用這個東西可能會使得VM的Perm Gen內存溢出。
最後我們看個實際應用中沒啥用途，但是cglib實現的一些東西，java在基於接口、抽象類的情況下，實現了很多特殊的機製，而cglib可以將兩個根本不想管的接口和類合並到一起來操作，這也是字節碼的一個功勞，嗬嗬，它的原理就是在接口下實現了子類，並把其他兩個作為回調的方法，即可實現，但是實際應用中這種用法很詭異，cglib中是使用：Mixin來創建，而並非Enhancer了。例子如下：
創建文件：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();
}
}
結果就不用打印了，上麵有描述，主要是兩個接口、兩個實例，最終用一個對象完成了，傳遞過程中隻有一個，比起傳統意義上的多態更加具有多態的效果，嗬嗬，不過還是建議少用。
本文隻是簡單闡述框架級別動態代理和cglib的實現，後續會深入探討一些cglib的實現細節和功能，以及如何在框架中抽象出模型出來。
最後更新：2017-04-02 17:09:28