Spring5系列(十) | 动态代理底层实现

小灰灰 2023-01-13 14:56 119阅读 0赞

我们在上面的几篇文章中已经了解了如何使用spring进行aop的开发，本篇文章我们来介绍一下动态代理的底层实现。

# 一. AOP编程概念 #

AOP: Aspect oriented programming: 面向切面编程 = spring动态代理开发。以切面为基本单位的程序开发，通过切面间的批次协同，相互调用，完成程序构建。  切面 = 切入点 + 额外功能
    
    OOP: Object Oriented Programming: 面向对象编程，以对象为基本单位的程序开发，通过过程间的批次协同，相互调用，完成程序构建
    
    POP: Procedure Oriented Programming: 面向过程(函数，方法)编程，以过程为基本单位的程序开发，通过过程间彼此协同，相互调用，完成程序构建
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AOP编程的本质就是Spring动态代理开发，通过代理类为原始类增加额外功能。好处就是利于原始类的维护
    
    注意： aop编程不可能取代oop功能，是一种有力的补充。
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回顾AOP编程的开发步骤：

*  原始对象
 *  额外功能(MethodBeforeAdvice, MethodInterceptor)
 *  切入点(切入点表达式)
 *  组装

切面 = 切入点 + 额外功能
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核心问题：

1. AOP如何创建代理类：
      通过动态字节码技术
      
    2. Spring工厂如何加工创建代理对象
      通过原始对象的id, 获得的是代理对象
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# 二. 动态代理实现 #

spring底层的动态代理有两种实现方式，一是JDK的动态代理技术，而是Cglib开源框架提供的动态代理技术。

## 2.1 JDK动态代理 ##

jdk的动态代理，必须是基于接口进行代理，也就是我们的目标类必须实现一个接口，才能进行代理。我们给出案例，这里省略了UserService, 和 UserServiceImpl.

创建代理三个要素： 
      1. 原始对象
      2. 额外功能
      3. 代理对象和原始对象实现相同的接口
            
    JDK为我们了提供了Proxy.newInstance(ClassLoader var0, Class<?>[] var1, InvocationHandler var2) 方法类实现动态代理技术。
    
    参数介绍  
    @param: ClassLoader var0: 创建代理对象所需的类加载器
    @param: interfaces: 和原始对象实现的接口数组
    @param: InvocationHandler: 额外功能
    
    这里InvocatioHandler也是一个接口，所以我们需要传如一个实现。该接口有一个方法需要实现：  Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args);
    
    @param Object proxy：代表代理对象，忽略，不要使用
    @param Methdod method: 代表额外功能增加给的原始方法
    @param Object[] args: 原始方法的参数
    @return: Object: 原始方法的返回值
    
    这种写法和我们之前的MethodInterceptor很像，毕竟底层就是这么实现的。我们直接程序应该怎么写
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public class JDKProxyTest{
    
      public static void main(String[] args){
        // 1. 创建原始对象
        Userservice userService = new UserServiceImpl();
        
        // 2. 创建动态代理类
          UserService proxy = (UserService)Proxy.newInstance(userService.getClass.getClassLoader() ,userService.getClass.getInterfaces() , new InvocationHandler(){
          
          public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[]args){
            
            // 前置额外功能
           	Object obj =  method.invoke(userService, args);
            // 后置额外功能
            return obj;
          }
        });
    
        proxy.login("abc", "123456");
    
      }
    }
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我们在InvocationHandler接口中的实现方法里加入了我们想要的额外功能，并通过调用method.invoke() 完成原始方法的调用。同时将原始方法的返回值返回，此时我们需要使用接口来接收代理对象(因为代理对象和原始对象实现了同一个接口)，要注意的是这个代理对象是动态生成的，所以我们可能找不到他的具体源码，当我们使用他调用方法的时候，额外功能就可以执行了。

注意事项：

类加载器的作用:
    1. 通过类加载器吧对应的类字节码文件加载到JVM中
    2. 通过类加载器创建类的Class对象进而创建这个类的对象
    
    如何获得类加载器：
    虚拟机为每一个类的.class文件自动分配与之对应的ClassLoader,动态代理类没有源文件，它是通过动态字节码技术生成，把字节码直接写入jvm.
    此时在动态代创建的过程中，需要ClassLoader创建代理类的Class对象，可是因为动态代理类没有.classs文件，JVM也就不会为他分配ClassLoader,但是又需要，就只能借用一个。所以找一个我们自己写的类获取Class对象在调用getClassLoader()即可，这里注意不要使用JDK的类获取，因为不是一个类加载器。
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## 2.2 CgLib动态代理 ##

上面说了JDK的动态代理技术的实现。但是JDK的动态代理技术有一个弊端，就是原始类必须要实现一个接口，如果原始类没有实现任何接口，此时想要给他创建动态代理类，JDK的动态代理就实现不了了。而Cglib可以实现。

cglib动态代理原理：
      cglib所创建的代理类是通过继承的方式实现的，他会继承原始类。原始类作为父类，代理类作为子类，这样就可以保证二者方法相同。而不需要实现接口。
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代码实现：

public class UserService{
      
      public boolean login(String name, String password){
        	System.out.println("login...");
      }
      
      public void register(User user){
         System.out.println("register...");
      }
      
    }
    
    
    // 测试类
    class Test{
      /**
      	Enhancer.setClassLoader();
      
      */
      public static void main(String[] args){
        	UserService userService = new UserService();
        	Enhancer enhancer = new Enhancer();
        	enhander.setClassLoader(Test.class.getClassLoader());
        	enhander.setSuperClass(userService.class);
        	MethodInteceptor interceptor = new MethodInterceptor(){
            @Override
            public Object(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable{
              	
              	System.out.println("----log-----");
              	Object obj = method.invoke(userService, args);
              	return obj;
             	 
            }
          };
        	enhancer.setCallBack(interceptor);
        	UserService proxy = (UserService)Enhancer.create();
        	proxy.login("abc", "123");
       	 	proxy.register(new User());
      }
    }
    
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总结：

1.  JDK动态代理，Proxy.newInstance : 通过接口创建代理的实现类
2.  CGlib: 动态代理， Enhancer, 通过父子类继承

# 三. spring工厂如何创建代理对象 #

上面我们讲述了spring中两种动态代理的实现。通过动态代理技术，就可以创建出代理对象。那么在spring中，为什么我们通过原始bean的id就可以得到代理对象呢。我们来浅析一下他的原理。其实他主要还是通过BeanPostProcessor这个接口实现的。这个接口我们在前面介绍过。

![image.png][]

相当于我们在加工的过程中，创建了他的动态代理对象，进行了返回。这样我们获取的对象就是动态代理对象了。我们来写个案例。

public interface UserService{
      
      void register(User user);
      
      boolean login(String name, String password)
      
    }
    
    public class UserServiceImpl implements UserService{
      @Override
      public void register(User user){
        System.out.println("registe----")
      }
      
      @Override
      public boolean login(String name, String password){
        System.out.println("login-----")
      }
    }
    
    public class ProxyBeanPostProcessor implements BeanPostProcessor{
      
      @Override
      public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException{
        return bean;
      }
      
       @Override
      public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException{
        return Proxy.newInstance(this.getClass.getClassLoader(), bean.getClass.getInterfaces,new InvocationHandler(){
          public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args){
            System.out.println("---log advice ---");
            Object ret = method.invoke(bean, args);
            
            return ret;
          }
          
        });
      }
      
    }
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<bean id="userService" class="com.xxx.UserServiceImpl" />
    <bean id="proxy" class="com.xxx.ProxyBeanPostProcessor" />
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而在spring的源码中，是通过一个叫做AbstractAutoProxyCreator，这个类就是专门用来创建代理对象的，而他的本质就是实现了BeanPostProcessor接口，在方法中创建了代理对象。

![image.png][image.png 1]

![image.png][image.png 2] 好了关于动态代理的一些概念和底层实现我们就先介绍到这里.

[image.png]: /images/20221022/4609dac297d040b89066e9248fd85a33.png
[image.png 1]: /images/20221022/86e1d3b9c4504083aa5a726665d48657.png
[image.png 2]: /images/20221022/8b969f02a8d64289935ecc715f1a70f2.png