JDK动态代理为什么必须用接口以及与CGLIB的对比

 

这两天对AOP原理感兴趣了，试验了JDK动态代理与CGLIB动态代理。从Spring的AOP框架介绍中得知对于使用接口的类，Spring使用JDK动态代理(原来做项目中试图从Bean强制转换为实现类，结果报错，原来是这么回事)，没有接口的就使用别的AOP框架aspectj，但这些都是依赖于Java字节码工具ASM生成一个原类的新类，调用Callback

但是JDK动态代理为什么必须使用接口一直很疑惑，难道原理不是像ASM一样修改字节码吗？带着这个疑问，开始看JDK的Proxy代码。使用JDK动态代理的代码代码

ITestBean tb = (ITestBean) Proxy.newProxyInstance(tb.getClass().getClassLoader(), tb.getClass().getInterfaces(), new TestBeanHander(tb));

于是从创建代理函数看起，即public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
   Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
   throws IllegalArgumentException ， 

通过源码可以看到，这个类第一步生成一个代理类（注意，这里的参数就是接口列表），

Class cl = getProxyClass(loader, interfaces);

然后通过代理类找到构造参数为InvocationHandler的构造函数并生成一个新类。

Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);//这个有用，在后面细说
return (Object) cons.newInstance(new Object[] { h });  

接口起什么作用呢，于是又看getProxyClass方法的代码，这个源码很长，就不细说了。大致分为三段：

第一：验证

第二：缓存创建新类的结构，如果创建过，则直接返回。（注意：这里的KEY就是接口列表）

第三：如果没有创建过，则创建新类

创建代码如下

    long num;
   //获得代理类数字标识 

   synchronized (nextUniqueNumberLock) {
     num = nextUniqueNumber++;
    }

    //获得创建新类的类名$Proxy，包名为接口包名，但需要注意的是，如果有两个接口而且不在同一个包下，也会报错

    String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
    //调用class处理文件生成类的字节码，根据接口列表创建一个新类，这个类为代理类，
    byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
      proxyName, interfaces);
    //通过JNI接口，将Class字节码文件定义一个新类

     proxyClass = defineClass0(loader, proxyName,
       proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);

根据前面的代码Constructor cons = cl.getConstructor(constructorParams);

可以猜测到接口创建的新类proxyClassFile 不管采用什么接口，都是以下结构

public class $Proxy1 extends Proxy implements 传入的接口{

    

}
生成新类的看不到源代码，不过猜测它的执行原理很有可能是如果类是Proxy的子类，则调用InvocationHandler进行方法的Invoke

到现在大家都应该明白了吧，JDK动态代理的原理是根据定义好的规则，用传入的接口创建一个新类，这就是为什么采用动态代理时为什么只能用接口引用指向代理，而不能用传入的类引用执行动态类。

cglib采用的是用创建一个继承实现类的子类，用asm库动态修改子类的代码来实现的，所以可以用传入的类引用执行代理类

JDK动态代理与CGLIB对比如下：

//JDK动态代理测试代码

ITestBean tb = new TestBean();
tb = (ITestBean) Proxy.newProxyInstance(tb.getClass().getClassLoader(), tb.getClass().getInterfaces(), new TestBeanHander(tb));//这句用接口引用指向，不会报错

TestBean tmp = (TestBean) tb;//强制转换为实现类，将抛出类强制转换异常

//CGLIB测试代码

TestProxy tp = new TestProxy();
tb = (ITestBean) tp.getProxy(TestBean.class);

tmp = (TeatBean) tb;//强制转换为实现类，不会抛出异常

补充说明，如果在实现类中，接口定义的方法互相调用不会在调用InvocationHandler的invoke方法，JDK动态代理应该不是嵌入到Java的反射机制中，而是在反射机制上的一个调用。 

 

 

应用举例如下：

 

JDK动态代理的简单使用示例：

如有业务类：
package com.proxy;

public class ForumServiceImpl implements ForumService{
    public void removeTopic(int topicId){

        System.out.println("模拟删除记录"+topicId);
        try{
            Thread.currentThread().sleep(20);
        }catch(Exception e){
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    public void removeForum(int forumId){
        System.out.println("模拟删除记录"+forumId);
        try{
            Thread.currentThread().sleep(20);
        }catch(Exception e){
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

}

1、创建一个实现java.lang.reflect.InvocationHandler 接口的代理类，如：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class PerformanceHandler implements InvocationHandler{
    private Object target; //要进行代理的业务类的实例
    public PerformanceHandler(Object target){
        this.target = target;
    }
//覆盖java.lang.reflect.InvocationHandler的方法invoke()进行织入（增强）的操作
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
    throws Throwable{
        System.out.println("Object target proxy:"+target);
        System.out.println("模拟代理加强的方法...");
        Object obj = method.invoke(target, args); //调用目标业务类的方法
        System.out.println("模拟代理加强的方法执行完毕...");
        return obj;
    }
}

2、用java.lang.reflect.Proxy.newProxyInstance()方法创建动态实例来调用代理实例的方法：

import java.lang.reflect.Proxy;

public class TestForumService {
    public static void main(String args[]){
        ForumService target = new ForumServiceImpl();//要进行代理的目标业务类

        PerformanceHandler handler = new PerformanceHandler(target);//用代理类把目标业务类进行编织
 
//创建代理实例，它可以看作是要代理的目标业务类的加多了横切代码(方法)的一个子类
        ForumService proxy = (ForumService)Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(), handler);

        proxy.removeForum(10);
        proxy.removeTopic(20);
    }
}

CGLib动态代理示例：

1、创建一个实现net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor接口的实例来为目标业务类加入进行代理时要进行的操作或增强：

import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
/**
 *CGlib采用非常底层的字节码技术，可以为一个类创建子类，
 并在子类中采用方法拦截技术拦截父类方法的调用，并顺势进行增强，即是织入横切逻辑
 * @author tufu
 */
public class CglibProxy implements MethodInterceptor{
    private Enhancer enhancer = new Enhancer();
    //覆盖MethodInterceptor接口的getProxy()方法，设置
    public Object getProxy(Class clazz){
        enhancer.setSuperclass(clazz); //设者要创建子类的类
        enhancer.setCallback(this); //设置回调的对象
        return enhancer.create(); //通过字节码技术动态创建子类实例,
    }

    public Object intercept(Object obj,Method method,Object[] args,
            MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("模拟代理增强方法");

        //通过代理类实例调用父类的方法，即是目标业务类方法的调用
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);

        System.out.println("模拟代理增强方法结束");
        return result;
    }
}

2、通过java.lang.reflect.Proxy的getProxy()动态生成目标业务类的子类，即是代理类，再由此得到代理实例：

import com.proxy.ForumServiceImpl;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class TestCglibProxy {
    public static void main(String args[]){
        CglibProxy proxy = new CglibProxy();

        //动态生成子类的方法创建代理类
        ForumServiceImpl fsi =
                (ForumServiceImpl)proxy.getProxy(ForumServiceImpl.class);

        fsi.removeForum(10);
        fsi.removeTopic(2);
    }
}