本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「愛笑的架構(gòu)師」，作者雷小帥。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系愛笑的架構(gòu)師公眾號。

在講解動(dòng)態(tài)代理前我們先聊聊什么是靜態(tài)代理。

靜態(tài)代理

假設(shè)有一天領(lǐng)導(dǎo)突發(fā)奇想，給你下發(fā)了一個(gè)需求：

統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目中所有類的方法執(zhí)行耗時(shí)。

在拿到需求的那一刻，腦海中冒出來的第一個(gè)想法是：

在每個(gè)方法的第一行和最后一行加上時(shí)間埋點(diǎn)，再打印一行日志不就完事了。

抄起鍵盤準(zhǔn)備開干，想了想又開始猶豫了：

在每個(gè)方法都加幾行代碼，這不是侵入式修改嗎?

聽架構(gòu)師大佬說這樣的場景可以用代理模式，那嘗試一下，具體做法如下。

靜態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)

(1)為工程里每個(gè)類都寫一個(gè)代理類，讓它與目標(biāo)類實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口。圖中標(biāo)紅色的就是代理類。

(2)在代理類里面維護(hù)一個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)類，調(diào)用代理類的方法時(shí)還是會(huì)去調(diào)用目標(biāo)類的方法，只不過在前后加了一些其他邏輯代碼。也就是說后面客戶端不需要直接調(diào)用目標(biāo)實(shí)現(xiàn)類，只需要調(diào)用代理類即可，這樣就間接調(diào)用了對應(yīng)方法。

用一個(gè)公式總結(jié)一下：代理類 = 增強(qiáng)代碼 + 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)類 。

下面這個(gè)圖中，計(jì)算耗時(shí)的邏輯就是增強(qiáng)代碼。

(3)在所有 new 目標(biāo)類的地方都替換為 new 代理類，并將目標(biāo)類作為構(gòu)造方法參數(shù)傳入;所有使用目標(biāo)類調(diào)用的地方全部都替換為代理類調(diào)用。

如果你看懂了上面的實(shí)現(xiàn)方法，那么恭喜你已經(jīng)掌握了靜態(tài)代理的核心思想。

靜態(tài)代理的缺點(diǎn)

靜態(tài)代理的思路非常簡單，就是給每一個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)類寫一個(gè)對應(yīng)的代理實(shí)現(xiàn)類，但是如果一個(gè)項(xiàng)目有幾千甚至有幾萬個(gè)類，這個(gè)工作量可想而知。

前面我們還隱藏了一個(gè)假設(shè)：每個(gè)類都會(huì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口。那如果一個(gè)類沒有實(shí)現(xiàn)任何接口，代理類如何實(shí)現(xiàn)呢?

好了，我們來總結(jié)一下靜態(tài)代理的缺點(diǎn)：

• 靜態(tài)代理需要針對每個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)類寫一個(gè)對應(yīng)的代理類，如果目標(biāo)類的方法有變動(dòng)，代理類也要跟著動(dòng)，維護(hù)成本非常高。
• 靜態(tài)代理必須依賴接口。

既然知道了靜態(tài)代理的缺點(diǎn)，那有沒有辦法實(shí)現(xiàn)少些或者不寫代理類來實(shí)現(xiàn)代理功能呢?答案是有，動(dòng)態(tài)代理。

對象的創(chuàng)建流程

在正式介紹動(dòng)態(tài)代理前，我們先復(fù)習(xí)一下 java 中對象是如何創(chuàng)建的。

我們在項(xiàng)目中使用一行代碼就可以簡單創(chuàng)建一個(gè)對象，實(shí)際上經(jīng)過的流程還是很復(fù)雜的。

// 創(chuàng)建對象
A a = new A();

• (1)java 源文件經(jīng)過編譯生成字節(jié)碼文件(.class結(jié)尾);
• (2)類加載器將 class 文件加載到 JVM 內(nèi)存中，就是常說的方法區(qū)，生成 Class 對象;
• (3)執(zhí)行 new，申請一塊內(nèi)存區(qū)域，緊接著創(chuàng)建一個(gè)對象放在 JVM 對象，準(zhǔn)確地說是新生代;

上面的流程中提到了 Class 對象，有兩個(gè)概念初學(xué)者很容易混淆：Class 對象 和 實(shí)例對象。

Class 對象簡單來說就是 Class 類的實(shí)例，Class 類描述了所有的類;實(shí)例對象是通過 Class 對象創(chuàng)建出來的。

從上面的分析可以看出來，要想創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例，最最關(guān)鍵的是獲得 Class 對象。

有些同學(xué)可能有疑問了，我寫代碼的時(shí)候創(chuàng)建對象沒有用到 Class 對象呀，那是因?yàn)?Java 語言底層幫你封裝了細(xì)節(jié)。Java 語言給我們提供了new 這個(gè)關(guān)鍵字，new 實(shí)在太好用了，一行代碼就可以創(chuàng)建一個(gè)對象。

我們再回到前面講的靜態(tài)代理，靜態(tài)代理最重要的是提前寫一個(gè)代理類，有了代理類就可以 new 一個(gè)代理對象。但是每次都去寫一個(gè)代理類是不是太麻煩了?!

再稍微擴(kuò)展一下思路，有沒有辦法不寫代理類還能生成一個(gè)代理對象呢?可以，上面講的通過代理類 Class 對象就可以生成代理對象，那如何獲取代理類 Class 對象呢?我們接著往下看。

動(dòng)態(tài)代理

Class對象包含了一個(gè)類的所有信息，如：構(gòu)造方法、成員方法、成員屬性等。

如果我們不寫代理類，似乎無法獲得代理類 Class 對象，但稍稍動(dòng)一動(dòng)腦：代理類和目標(biāo)類實(shí)現(xiàn)的是同一組接口，是不是可以通過接口間接獲得代理類 Class 對象。

代理類和目標(biāo)類實(shí)現(xiàn)了同一組接口，這就說明他們大體結(jié)構(gòu)都是一致的，這樣我們對代理對象的操作都可以轉(zhuǎn)移到目標(biāo)對象身上，代理對象只需要專注于增強(qiáng)代碼的實(shí)現(xiàn)。

上面說了這么多其實(shí)是在引入動(dòng)態(tài)代理的概念，動(dòng)態(tài)代理相對于靜態(tài)代理最大的區(qū)別就是不需要事先寫好代理類，一般在程序的運(yùn)行過程中動(dòng)態(tài)產(chǎn)生代理類對象。

動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)之 JDK

JDK 原生提供了動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)，主要是通過java.lang.reflect.Proxy和java.lang.reflect.InvocationHandler這兩個(gè)類配合使用。

Proxy類有個(gè)靜態(tài)方法，傳入類加載器和一組接口就可以返回代理 Class 對象。

public static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces)

這個(gè)方法的作用簡單來說就是，會(huì)將你傳入一組接口類的結(jié)構(gòu)信息"拷貝"到一個(gè)新的 Class 對象中，新的 Class對象帶有構(gòu)造器是可以創(chuàng)建對象的。

一句話總結(jié)：Proxy.getProxyClass() 這個(gè)靜態(tài)方法的本質(zhì)是以 Class 造 Class。

拿到了 Class 對象，就可以使用反射創(chuàng)建實(shí)例對象了：

// Proxy.getProxyClass 默認(rèn)會(huì)生成一個(gè)帶參數(shù)的構(gòu)造方法，這里指定參數(shù)獲取構(gòu)造方法
Constructor<A> constructor = aClazz.getConstructor(InvocationHandler.class);
// 使用反射創(chuàng)建代理對象
A a1 = constructor.newInstance(new InvocationHandler() {});

眼尖的同學(xué)已經(jīng)看到了，創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候需要傳入一個(gè) InvocationHandler 對象，說明代理對象中必然有一個(gè)成員變量去接收。在調(diào)用代理對象的方法時(shí)實(shí)際上會(huì)去執(zhí)行 InvocationHandler 對象的 invoke方法，畫個(gè)圖理解一下：

invoke 方法里可以寫增強(qiáng)代碼，然后調(diào)用目標(biāo)對象 work 方法。

總結(jié)一下流程：

(1)通過 Proxy.getProxyClass() 方法獲取代理類 Class 對象;

(2)通過反射 aClazz.getConstructor() 獲取構(gòu)造器對象;

(3)定義InvocationHandler類并實(shí)例化，當(dāng)然也可以直接使用匿名內(nèi)部類;

(4)通過反射 constructor.newInstance() 創(chuàng)建代理類對象;

(5)調(diào)用代理方法;

看了上面的流程，是不是覺得比靜態(tài)代理還要繁瑣，有沒有更加優(yōu)雅的方法?當(dāng)然有!

為了盡量簡化操作，JDK Proxy 類直接提供了一個(gè)靜態(tài)方法：

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)

這個(gè)方法傳入類加載器、一組接口和 InvocationHandler 對象直接就可以返回代理對象了，有了代理對象就可以調(diào)用代理方法了，是不是 so easy?!

newProxyInstance方法本質(zhì)上幫我們省略了獲取代理類對象和通過代理類對象創(chuàng)建代理類的過程，這些細(xì)節(jié)全部隱藏了。

所以真正在項(xiàng)目中直接使用newProxyInstance這個(gè)方法就好了，上面講的那些流程是為了方便大家理解整個(gè)過程。

看到這里我相信大家應(yīng)該能看懂JDK 原生動(dòng)態(tài)代理了。

動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)之 cglib

JDK 動(dòng)態(tài)代理，一旦目標(biāo)類有了明確的接口，完全可以通過接口生成一個(gè)代理 Class 對象，通過代理 Class 對象就可以創(chuàng)建代理對象。

這里可以看出 JDK 動(dòng)態(tài)代理有個(gè)限制必須要求目標(biāo)類實(shí)現(xiàn)了接口，那加入一個(gè)目標(biāo)類沒有實(shí)現(xiàn)接口，那豈不是不能使用動(dòng)態(tài)代理了?

cglib 就是為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)而出現(xiàn)的，利用asm開源包對代理對象類的class文件加載進(jìn)來，通過修改其字節(jié)碼生成子類來處理。

JDK動(dòng)態(tài)代理與 cglib 動(dòng)態(tài)代理對比

我們通過幾個(gè)問題簡單對比一下 JDK 和 cglib 動(dòng)態(tài)代理的區(qū)別。

問題 1：cglib 和 JDK 動(dòng)態(tài)代理的區(qū)別?

JDK 動(dòng)態(tài)代理：利用 InvocationHandler 加上反射機(jī)制生成一個(gè)代理接口的匿名類，在調(diào)用具體方法前調(diào)用InvokeHandler來處理

cglib 動(dòng)態(tài)代理：利用ASM框架，將目標(biāo)對象類生成的class文件加載進(jìn)來，通過修改其字節(jié)碼生成代理子類

問題 2：cglib 比 JDK快?

cglib底層是ASM字節(jié)碼生成框架，在 JDK 1.6 前字節(jié)碼生成要比反射的效率高

在 JDK 1.6 之后 JDK 逐步對動(dòng)態(tài)代理進(jìn)行了優(yōu)化，在 1.8 的時(shí)候 JDK 的效率已經(jīng)高于 cglib

問題 3：Spring框架什么時(shí)候用 cglib 什么時(shí)候用 JDK 動(dòng)態(tài)代理?

目標(biāo)對象生成了接口默認(rèn)用 JDK 動(dòng)態(tài)代理

如果目標(biāo)對象沒有實(shí)現(xiàn)接口，必須采用cglib

當(dāng)然如果目標(biāo)對象使用了接口也可以強(qiáng)制使用cglib

小結(jié)

使用代理模式可以避免侵入式修改原有代碼。代理分為：靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理。

靜態(tài)代理要求目標(biāo)類必須實(shí)現(xiàn)接口，通過新建代理類并且與目標(biāo)類實(shí)現(xiàn)同一組接口，最終實(shí)現(xiàn)通過代理類間接調(diào)用目標(biāo)類的方法。

關(guān)于代理類，可以用一個(gè)公式總結(jié)一下：代理類 = 增強(qiáng)代碼 + 目標(biāo)實(shí)現(xiàn)類 。

靜態(tài)代理必須要求提前寫好代理類，使用起來比較繁瑣，這就引入了動(dòng)態(tài)代理。

動(dòng)態(tài)代理是在程序運(yùn)行的過程中動(dòng)態(tài)生成代理類，根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式的不同進(jìn)而分為：JDK原生動(dòng)態(tài)代理和CGLIB動(dòng)態(tài)代理。

JDK 動(dòng)態(tài)代理通過反射+InvocationHandler 機(jī)制動(dòng)態(tài)生成代理類來實(shí)現(xiàn)，要求目標(biāo)類必須實(shí)現(xiàn)接口。cglib 不要求目標(biāo)類實(shí)現(xiàn)接口，通過修改字節(jié)碼方式生成目標(biāo)類的子類，這就是代理類。

動(dòng)態(tài)代理不僅在 RPC 框架中被使用，還在其他地方有著廣泛的應(yīng)用場景，比如：Spring AOP、測試框架 mock、用戶鑒權(quán)、日志、全局異常處理、事務(wù)處理等。

大家學(xué)會(huì)了嗎?