Spring之代理模式

男娘i 2024-04-20 22:34 178阅读 0赞

**目录**

前言

为什么需要代理呢？

JDK动态代理

方法一：

方法二：

通用代理对象实现

CGLIB代理

1.什么是CGLIB呢？

2.与JDK代理有什么区别呢?

3.项目建立

4.CGLIB常用API

--------------------

## 前言 ##

![06a8fcce8ccc416e977482f5b8bf217c.png][]

在Spring框架中，代理是一种用于实现AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面编程）和声明式事务管理的技术。Spring框架通过代理机制在运行时动态地创建代理对象，来实现对目标对象的横切关注点的管理。学习代理前可以先学习一下AOP的知识点：

[http://t.csdnimg.cn/akGyU][http_t.csdnimg.cn_akGyU]

## 为什么需要代理呢？ ##

与其说为什么需要代理，还不如说，代理实际上有什么用，到底是什么！

从代码上入手：

第一步：假设我们有一个接口 IService ：

public interface IService {
        void m1();
        void m2();
        void m3();
    }

第二步，我们有两个实现该接口的类，分别为ServiceA 和ServiceB：

public class ServiceA implements IService {
        @Override
        public void m1() {
            System.out.println("我是ServiceA中的m1方法!");
        }
     
        @Override
        public void m2() {
            System.out.println("我是ServiceA中的m2方法!");
        }
     
        @Override
        public void m3() {
            System.out.println("我是ServiceA中的m3方法!");
        }
    }

public class ServiceB implements IService {
        @Override
        public void m1() {
            System.out.println("我是ServiceB中的m1方法!");
        }
     
        @Override
        public void m2() {
            System.out.println("我是ServiceB中的m2方法!");
        }
     
        @Override
        public void m3() {
            System.out.println("我是ServiceB中的m3方法!");
        }
    }

此时此刻，我们可以使用多态的特性，实例化时，对应需要的实体类，并且调用方法！

测试代码：

import org.junit.Test;
     
    public class ProxyTest {
        @Test
        public void m1() {
            IService serviceA = new ServiceA();
            IService serviceB = new ServiceB();
            serviceA.m1();
            serviceA.m2();
            serviceA.m3();
     
            serviceB.m1();
            serviceB.m2();
            serviceB.m3();
        }
    }

--------------------

测试结果：

![939b217b37e740e8b544fccc37e873f8.png][]

> 假设，如果你的领导要找你麻烦，执行方法时，需要记录运行的时间！那么我们该怎么办呢？
> 
> 蠢方法：修改上述每一个方法，虽然有用，但是也太不靠谱了。
> 
> 因此我们需要一个**代理类**！ServiceProxy类 使用该代理类实现接口，并且访问Iservice的实现类！

// IService的代理类
    public class ServiceProxy implements IService {
        //目标对象，被代理的对象
        private IService target;
     
        public ServiceProxy(IService target) {
            this.target = target;
        }
     
        @Override
        public void m1() {
            long starTime = System.nanoTime();
            this.target.m1();
            long endTime = System.nanoTime();
            System.out.println(this.target.getClass() + ".m1()方法耗时(纳秒):" + (endTime - starTime));
        }
     
        @Override
        public void m2() {
            long starTime = System.nanoTime();
            this.target.m1();
            long endTime = System.nanoTime();
            System.out.println(this.target.getClass() + ".m1()方法耗时(纳秒):" + (endTime - starTime));
        }
     
        @Override
        public void m3() {
            long starTime = System.nanoTime();
            this.target.m1();
            long endTime = System.nanoTime();
            System.out.println(this.target.getClass() + ".m1()方法耗时(纳秒):" + (endTime - starTime));
        }
    }

在代理类的方法中，我们添加额外的功能，或许你还没有明白该代码的用处！因此给你展示一个测试类使用该代码的例子

@Test
    public void serviceProxy() {
        IService serviceA = new ServiceProxy(new ServiceA());//@1
        IService serviceB = new ServiceProxy(new ServiceB()); //@2
        serviceA.m1();
        serviceA.m2();
        serviceA.m3();
     
        serviceB.m1();
        serviceB.m2();
        serviceB.m3();
    }

我们将创建一个IService接口类型的引用变量，并指向了ServiceProxy类的实例，并且在ServiceProxy类的构造函数里传入了被代理访问的对象，因此我们不需要在原有代码上修改！直接将需要添加的功能放在ServiceProxy类代理中即可。

测试结果：

![7c8d92c5c258490c8fb28542035db6fe.png][]

> 问题：代理的确很方便，不用修改原代码即可添加新功能！可是这样我岂不是得给每一个接口实现一个代理类吗，那我不得累死！
> 
> 答：针对以上问题，我们提供了两种方式：**JDK动态代理**和**CGLIB代理**

##  ##

## **JDK动态代理** ##

JDK为实现代理提供了两种类，

java.lang.reflect.Proxy
    java.lang.reflect.InvocationHandler

使用两种类虽然可以为接口创建代理类，但不能给具体的类创建代理类，也就是指向下转型。

> **java.lang.reflect.Proxy**
> 
> 该类是jdk动态代理最重要的类，我们先了解以下其中的静态方法！
> 
> 1.  newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>\[\] interfaces, InvocationHandler h)**：** 这是**创建动态代理对象**最常用的方法。它接受三个参数：
>     
>      *  `loader`：类加载器，用于加载代理类。
>      *  `interfaces`：代理类要实现的接口列表。
>      *  `h`：实现了 `InvocationHandler` 接口的对象，用于处理方法调用。
> 2.  **`getProxyClass(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces)`：** 这个方法返回一个代理类的 `Class` 对象，但不创建实例。通常很少直接使用，而是更常用的是 `newProxyInstance()` 方法。它接受两个参数：
>     
>      *  `loader`：类加载器，用于加载代理类。
>      *  `interfaces`：代理类要实现的接口列表。
> 3.  **`isProxyClass(Class<?> cl)`：** 检查指定的 `Class` 对象是否是代理类的类对象。如果是代理类，返回 `true`，否则返回 `false`。
> 4.  **`getInvocationHandler(Object proxy)`：** 返回与指定代理对象关联的 `InvocationHandler`。如果代理对象不是动态代理对象或者没有关联 `InvocationHandler`，则返回 `null`。

方法已经了解过了，接下来是代码阶段

### **方法一：** ###

> 1.调用Proxy.getProxyClass方法获取代理类的Class对象  
> 2.使用InvocationHandler接口创建代理类的处理器  
> 3.通过代理类和InvocationHandler创建代理对象  
> 4.上面已经创建好代理对象了，接着我们就可以使用代理对象了

**1.接口IService：**

public interface IService {
        void m1();
        void m2();
        void m3();
    }

注：**存在实现类ServiceA和ServiceB**

**2.创建代理对象：**

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
    
    public class Main {
        public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
            // 创建 ServiceA 实例
            ServiceA serviceA = new ServiceA();
    
            // 创建 InvocationHandler 实例
            InvocationHandler invocationHandler = new InvocationHandler() {
                @Override
                public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                    try {
                        // 使用反射调用 ServiceA 类的对应方法
                        Method serviceAMethod = ServiceA.class.getMethod(method.getName(), method.getParameterTypes());
                        return serviceAMethod.invoke(serviceA, args);
                    } catch (NoSuchMethodException e) {
                        System.out.println("ServiceA 类中没有对应的方法：" + method.getName());
                        // 可以执行一些默认逻辑或者抛出异常
                        return null;
                    }
                }
            };
    
            // 获取接口对应的代理类
            Class<IService> proxyClass = (Class<IService>) Proxy.getProxyClass(IService.class.getClassLoader(), IService.class);
    
            // 创建代理实例
            IService proxyService = proxyClass.getConstructor(InvocationHandler.class).newInstance(invocationHandler);
    
            // 调用代理的方法
            proxyService.m1();
            proxyService.m2();
            proxyService.m3();
        }
    }

### **方法二：** ###

> 1.使用InvocationHandler接口创建代理类的处理器  
> 2.使用Proxy类的静态方法newProxyInstance直接创建代理对象  
> 3.使用代理对象

更简便创建代理对象代码：

@Test
    public void m2() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        // 创建 ServiceA 实例
            ServiceA serviceA = new ServiceA();
        // 1. 创建代理类的处理器
        InvocationHandler invocationHandler = new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                try {
                        // 使用反射调用 ServiceA 类的对应方法
                        Method serviceAMethod = ServiceA.class.getMethod(method.getName(), method.getParameterTypes());
                        return serviceAMethod.invoke(serviceA, args);
                    } catch (NoSuchMethodException e) {
                        System.out.println("ServiceA 类中没有对应的方法：" + method.getName());
                        // 可以执行一些默认逻辑或者抛出异常
                        return null;
                    }
            }
        };
        // 2. 创建代理实例
        IService proxyService = (IService) Proxy.newProxyInstance(IService.class.getClassLoader(), new Class[]{IService.class}, invocationHandler);
        // 3. 调用代理的方法
        proxyService.m1();
        proxyService.m2();
        proxyService.m3();
    }

注：如果不太明白这两段代码，建议学习一下Java的反射！

![d4ce333539b5480596f4d54c6f87aa4c.png][]

### 通用代理对象实现 ###

> 通过两个方法，我们可以实现 一个简便通用的代理对象类！
> 
> 我们需要自定义一个类实现InvocationHandler接口。

创建 InvocationHandler接口

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
     
    public class CostTimeInvocationHandler implements InvocationHandler {
     
        private Object target;
     
        public CostTimeInvocationHandler(Object target) {
            this.target = target;
        }
        // 该重写方法自动调用   属性：代理对象本身    方法     方法的参数  
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            long starTime = System.nanoTime();
            Object result = method.invoke(this.target, args);
            long endTime = System.nanoTime();
            System.out.println(this.target.getClass() + ".m1()方法耗时(纳秒):" + (endTime - starTime));
            return result;
        }
     
        /**
         * 用来创建targetInterface接口的代理对象
         *
         * @param target          需要被代理的对象
         * @param targetInterface 被代理的接口
         * @param <T>
         * @return
         */
        public static <T> T createProxy(Object target, Class<T> targetInterface) {
            if (!targetInterface.isInterface()) {
                throw new IllegalStateException("targetInterface必须是接口类型!");
            } else if (!targetInterface.isAssignableFrom(target.getClass())) {
                throw new IllegalStateException("target必须是targetInterface接口的实现类!");
            }
            return (T) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new CostTimeInvocationHandler(target));
        }
    }

> 上面主要是createProxy方法用来创建代理对象，2个参数：
> 
> target：目标对象，需要实现targetInterface接口
> 
> targetInterface：需要创建代理的接口
> 
> invoke方法中通过method.invoke(this.target, args)调用目标方法，然后统计方法的耗时。

测试代码：

@Test
    public void costTimeProxy() {
        IService serviceA = CostTimeInvocationHandler.createProxy(new ServiceA(), IService.class);
        IService serviceB = CostTimeInvocationHandler.createProxy(new ServiceB(), IService.class);
        serviceA.m1();
        serviceA.m2();
        serviceA.m3();
     
        serviceB.m1();
        serviceB.m2();
        serviceB.m3();
    }

测试结果：

![5013ff5720d44404b93bd96881defa18.png][]

而如果我们还有其他接口和实现类也想统计耗时功能，我们则不需要创建新的代理类，案例如下：

**1.创建一个 IUserService 接口**

public interface IUserService {
        /**
         * 插入用户信息
         * @param name
         */
        void insert(String name);
    }

**2.IUserService接口实现类：**

public class UserService implements IUserService {
        @Override
        public void insert(String name) {
            System.out.println(String.format("用户[name:%s]插入成功!", name));
        }
    }

测试代码：

@Test
    public void userService() {
        IUserService userService = CostTimeInvocationHandler.createProxy(new UserService(), IUserService.class);
        userService.insert("路人甲Java");
    }

注：

1.  jdk中的Proxy只能为接口生成代理类，如果你想给某个类创建代理类，那么Proxy是无能为力的，此时需要我们用到下面要说的cglib了。
2.  Proxy类中提供的几个常用的静态方法大家需要掌握
3.  通过Proxy创建代理对象，当调用代理对象任意方法时候，会被InvocationHandler接口中的invoke方法进行处理，这个接口内容是关键

--------------------

##  ##

## CGLIB代理 ##

### 1.什么是CGLIB呢？ ###

> CGLIB（Code Generation Library）是一个强大的代码生成库，它可以在运行时生成字节码，用于创建类的动态代理对象。与Java标准库中的动态代理相比，CGLIB更加灵活，因为它可以代理没有实现接口的类。
> 
> CGLIB通过继承目标类来创建代理对象，然后重写目标类中的方法，实现代理逻辑。这种方式与Java标准库中的动态代理使用代理接口不同，因此CGLIB可以代理那些没有实现接口的类。
> 
> 使用CGLIB创建代理对象的过程相对复杂，因为它涉及到字节码的生成和类加载等底层操作。但是，它提供了更大的灵活性，可以代理更多类型的类，并且性能相对较高，因为它不需要通过反射来调用目标方法。

CGLIB底层使用了ASM（一个短小精悍的字节码操作框架）来操作字节码生成新的类。除了CGLIB库外，脚本语言（如Groovy何BeanShell）也使用ASM生成字节码。ASM使用类似SAX的解析器来实现高性能。我们不鼓励直接使用ASM，因为它需要对Java字节码的格式足够的了解

### 2.与JDK代理有什么区别呢? ###

<table style="width:600px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td></td> 
   <td>CGLIB代理</td> 
   <td>JDK代理</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>接口代理支持</strong></td> 
   <td>可以代理没有实现接口的类</td> 
   <td>代理实现了接口的类，因为它是基于接口的</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>性能</strong></td> 
   <td>通过继承目标类来创建代理对象，因此在创建代理对象时会涉及到类的继承和方法重写，可能会导致创建代理对象的性能略低于JDK动态代理。</td> 
   <td>利用了Java标准库中的反射机制，相对而言创建代理对象的性能可能更高一些。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>依赖</strong></td> 
   <td>需要额外的库依赖</td> 
   <td>Java标准库的一部分，因此无需引入额外的依赖</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><strong>兼容性</strong></td> 
   <td>JDK动态代理是Java标准库的一部分，因此在Java应用程序中使用广泛，且具有良好的兼容性。</td> 
   <td>不是Java标准库的一部分，因此在一些特定的环境中可能需要注意兼容性和依赖管理。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

虽然CGLIB提供了更多的灵活性和功能，但JDK动态代理仍然是Java开发中常用的一种代理方式，特别是在需要代理接口实现的情况下。选择使用哪种代理方式取决于具体的需求和场景。

话语一大堆，不如实际代码来的可观！得先建立Spring项目

### 3.项目建立 ###

1.引入依赖

<dependency>
        <groupId>cglib</groupId>
        <artifactId>cglib</artifactId>
        <version>2.2.2</version>
    </dependency>

POM文件中引入依赖，下载需要等待时间

2.代码示例：

public class SampleClass {
        public void test(){
            System.out.println("hello world");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            // 创建Enhancer对象
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            // 设置父类（目标类）
            enhancer.setSuperclass(SampleClass.class);
            // 设置回调处理器
            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                @Override
                public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
                    System.out.println("before method run...");
                    //调用代理对象的方法
                    Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
                    System.out.println("after method run...");
                    return result;
                }
            });
            // 创建代理对象
            SampleClass sample = (SampleClass) enhancer.create();
            // 调用代理对象的方法
            sample.test();
        }
    }

在mian函数中，我们通过一个Enhancer和一个MethodInterceptor来实现对方法的拦截

### 4.CGLIB常用API ###

> **Enhancer类**
> 
> CGLIB中最常用的一个类，Enhancer既能够代理普通的class，也能够代理接口
> 
> Enhancer可创建一个被代理对象的子类并且拦截所有的方法调用（包括从Object中继承的toString和hashCode方法）。Enhancer不能够拦截final方法，

代码示例：

先创建一个普通类：

public class Demo {
        public String test(){
            return "我是普通方法";
        }
        public final String test2(){
            return "我是final方法";
        }
    }

以这个类为基础，测试：

@Test
        void testCGLIB(){
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(Demo.class);
            enhancer.setCallback(new FixedValue() {
                @Override
                public Object loadObject() throws Exception {
                    return "我爱cglib";
                }
            });
            Demo demo = (Demo) enhancer.create();
            System.out.println(demo.test());
            System.out.println(demo.test2());
        }

![c0f26c1ae86146f6a626414b3a637d6d.png][]

注：test方法被拦截，test2方法没有被拦截

解释：使用 `setCallback()` 方法设置了一个 `FixedValue` 类型的，回调重写了 `loadObject()` 方法。在这个方法中，我们指定了固定的返回值 `"我爱cglib"，`也就是指代理对象方法被调用的时候，只会返回一个 "我爱cglib" ,但是无法拦截代理对象的final方法。

但是假设我们想要特定方法进行拦截，怎么操作呢？

普通类：

public class Demo {
        public String test(){
            return "我是普通方法1";
        }
        public  String test2(){
            return "我是普通方法2";
        }
    }

测试类方法：

@Test
    public void testCallbackFilter() throws Exception{
         Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(Demo.class);
            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                @Override
                public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
                    if (!method.getName().equals("test2")) {
                        // 放行 非test()2 方法，直接调用原始方法
                        System.out.println("Intercepted method: " + method.getName() + " 可以运行");
                        return proxy.invokeSuper(obj, args);
                    } else {
                        // 阻拦test2方法
                        System.out.println("Intercepted method: " + method.getName() + " - 不可以运行");
                        // 这里可以根据需要返回一个默认值或者抛出异常
                        return null; // 返回 null，表示阻拦方法调用
                    }
                }
            });
            Demo d = (Demo) enhancer.create();
            d.test();
            d.test3();
    }

例如我们想要阻拦test2方法，则如此！

--------------------

其实还有很多其他类可以使用，但是我们主要了解最常用的 **Enhancer类**

其他类：

> **ImmutableBean类**
> 
> 不可变的Bean，ImmutableBean允许创建一个原来对象的包装类，这个包装类是不可变的，任何改变底层对象的包装类操作都会抛出IllegalStateException。但是我们可以通过直接操作底层对象来改变包装类对象。

> **Bean generator类**
> 
> cglib提供的一个操作bean的工具，使用它能够在运行时动态的创建一个bean。

> **Bean Copier类**
> 
> cglib提供的能够从一个bean复制到另一个bean中，而且其还提供了一个转换器，用来在转换的时候对bean的属性进行操作。

> **BulkBean类**
> 
> 相比于BeanCopier，BulkBean将copy的动作拆分为getPropertyValues和setPropertyValues两个方法，允许自定义处理属性

注：CGLIB的大部分类是直接对Java字节码进行操作！

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