通过CGLIB实现AOP的浅析（顺便简单对比了一下JDK的动态代理）

通过CGLIB实现AOP的浅析（顺便简单对比了一下JDK的动态代理）

关键字: spring, cglib, 动态代理, aop

问了两个问题，还跑到论坛里回贴追着问，最终都得到的是结论性的贴子，没有得到我想要的分析。
功夫不负有心人，我终于弄明白了。

现象和问题请参照下面两个网页：
http://www.iteye.com/problems/7876
http://www.iteye.com/problems/7987

讨论的帖子：
http://www.iteye.com/topic/259458?page=2

先说一下结论
在类没有实现任何接口，并且没有默认构造函数的情况下，通过构造函数注入时，目前的Spring是无法实现AOP切面拦截的。
此时控制台会报异常的，具体异常如同http://www.iteye.com/problems/7876所记述。

错误摘录一点，便于搜索引擎直接搜索到。

org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name 'userService' defined in ServletContext resource [/WEB-INF/appcontext/UserAppContext.xml]: Initialization of bean failed; nested exception is org.springframework.aop.framework.AopConfigException: Could not generate CGLIB subclass of class [class cn.ipcat.service.UserService]: Common causes of this problem include using a final class or a non-visible class; nested exception is java.lang.IllegalArgumentException: Superclass has no null constructors but no arguments were given

 org.springframework.beans.factory.BeanCreationException: Error creating bean with name 'userService' defined in ServletContext resource [/WEB-INF/appcontext/UserAppContext.xml]: Initialization of bean failed; nested exception is org.springframework.aop.framework.AopConfigException: Could not generate CGLIB subclass of class [class cn.ipcat.service.UserService]: Common causes of this problem include using a final class or a non-visible class; nested exception is java.lang.IllegalArgumentException: Superclass has no null constructors but no arguments were given   

原因分析

【前提】本文提到的没有实现接口，使用构造函数注入的类是Service层的类，并且注入的是Dao对象。

在http://www.iteye.com/problems/7876这个问答里有朋友回答：加个默认函数试试。
我把Service类中加了默认构造函数，测试了一下，果然成功了，但是我就纳闷了，为什么加个默认构造函数就行了呢？如果是真的使用了这个默认构造函数生成类对象，那么起码Dao是根本就没有被注入到Service中的，而我在实际的测试中，读写数据库一切正常，显然意味着Dao对象是已经注入到Service对象里了。

按照Spring in Action书中所述：
如果目标对象没有实现任何接口，Spring使用CGLIB库生成目标对象的子类。在创建这个类的时候，Spring将通知织入，并且将对目标对象的调用委托给这个子类。

这段叙述不足以让大家理解到底Spring是如何借助于CGLIB来实现AOP拦截的，在Debug Spring代码过程中，我惊奇的发现，实际上，Spring确实借助于CGLIB生成了个子类，但这个子类只是一个壳，只是原来目标类对象的一个代表，当我们调用目标类的方法时，从表面上看，是被CGLIB生成的子类接受到了，调的是子类的方法，而实际上当子类对象的方法被调用时，又回调了目标类对象的方法。当然在回调时，可以在目标对象的方法被调用前后加点切面处理。

这样一看，CGLIB生成的目标对象的这个子类，还真是个名副其实的代理（只是代表着目标对象的样子，实际上一有处理就转交目标对象处理了），我们只要想办法搞出这个子类的对象就可以了，由于他是直接回调的目标对象，所以，即使我们所必须的Dao没有被注入到子类对象也是没有关系的。

然而，最大的不幸是在下面。
在AOP切进来之前，实际上目标类的对象已经被注满了东西，也被初始化完毕了，然后，才将AOP切进来。
在AOP切进来时，对于实现了接口的类，直接用了JDK的动态代理，把目标对象扔给JDK的Proxy，拿到代理对象就完事大吉了。
然而对于没有实现接口的类，就麻烦了，当然肯定的借助于CGLIB来实现代理。
不幸就在这里，当Spring在制造完了目标对象后，并没有将在生产目标对象进所用的注入构造函数的参数对象传给AOP处理这部分，也就是说当到了AOP这块处理时，目标对象是传过来了，但当时生产它时候所用的构造函数的参数对象并没有一起传过了。
作为使用构造函数注入的目的之一：保证注入属性的不可变性。自然，我们也不会给目标类再安上构造函数注入属性的set/get方法。

于是乎，当到了DefaultAopProxyFactory类下面的处理时，Spring根本无法将目标对象的构造函数参数对象传给Cglib2AopProxy对象。Cglib2AopProxy类的setConstructorArguments方法也只能是眼巴巴的看着异常的发生。因为到了CGLIB在制造代理对象时，ReflectUtils类的getConstructor方法根本就找不到默认的构造函数，于时异常最终发生了。

DefaultAopProxyFactory类中的内部CglibProxyFactory

private static class CglibProxyFactory {

    public static AopProxy createCglibProxy(AdvisedSupport advisedSupport) {
        return new Cglib2AopProxy(advisedSupport);
    }
}

	private static class CglibProxyFactory {

		public static AopProxy createCglibProxy(AdvisedSupport advisedSupport) {
			return new Cglib2AopProxy(advisedSupport);
		}
	}

ReflectUtils类的getConstructor方法

public static Constructor getConstructor(Class type, Class[] parameterTypes) {
    try {
        Constructor constructor = type.getDeclaredConstructor(parameterTypes);
        constructor.setAccessible(true);
        return constructor;
    } catch (NoSuchMethodException e) {
        throw new CodeGenerationException(e);
    }
}

    public static Constructor getConstructor(Class type, Class[] parameterTypes) {
        try {
            Constructor constructor = type.getDeclaredConstructor(parameterTypes);
            constructor.setAccessible(true);
            return constructor;
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new CodeGenerationException(e);
        }
    }

Cglib2AopProxy类的setConstructorArguments方法
注：该方法，Spring的AOP处理中并没有使用。

public void setConstructorArguments(Object[] constructorArgs, Class[] constructorArgTypes) {
    if (constructorArgs == null || constructorArgTypes == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Both 'constructorArgs' and 'constructorArgTypes' need to be specified");
    }
    if (constructorArgs.length != constructorArgTypes.length) {
        throw new IllegalArgumentException("Number of 'constructorArgs' (" + constructorArgs.length +
                ") must match number of 'constructorArgTypes' (" + constructorArgTypes.length + ")");
    }
    this.constructorArgs = constructorArgs;
    this.constructorArgTypes = constructorArgTypes;
}

	public void setConstructorArguments(Object[] constructorArgs, Class[] constructorArgTypes) {
		if (constructorArgs == null || constructorArgTypes == null) {
			throw new IllegalArgumentException("Both 'constructorArgs' and 'constructorArgTypes' need to be specified");
		}
		if (constructorArgs.length != constructorArgTypes.length) {
			throw new IllegalArgumentException("Number of 'constructorArgs' (" + constructorArgs.length +
					") must match number of 'constructorArgTypes' (" + constructorArgTypes.length + ")");
		}
		this.constructorArgs = constructorArgs;
		this.constructorArgTypes = constructorArgTypes;
	}

Cglib2AopProxy类的getProxy方法片段

// Generate the proxy class and create a proxy instance.
Object proxy;
if (this.constructorArgs != null) {
    proxy = enhancer.create(this.constructorArgTypes, this.constructorArgs);
}
else {
    proxy = enhancer.create();
}

			// Generate the proxy class and create a proxy instance.
			Object proxy;
			if (this.constructorArgs != null) {
				proxy = enhancer.create(this.constructorArgTypes, this.constructorArgs);
			}
			else {
				proxy = enhancer.create();
			}

以上的分析就差不多结束了，恰恰是因为Spring通过CGLIB生成代理类对象时，并没有将目标对象的构造函数的参数及其类型进行设定，导致了CGLIB在生成代理类对象时，会使用默认的构造函数生成，结果目标对象类没有默认构造函数，CGLIB生成子类时，也没有加入默认构造函数，所以，异常的发生成为必然。

解决方案
有人说，我们都用接口就好了，为什么一定要不用接口呢。
正如CGLIB代理引入的初衷：遗留系统或无法实现接口的第三方类库同样可以得到通知。

以下的方案只是抛砖引玉，简单实现，如果您的条件更恶劣（情况更复杂），还需要进一步改造。

在上文我也提到，只要能生成出目标对象的子类对象，DAO注不注到子类对象里根据无关轻重，反而注入并不见得是好事。Spring借助目标对象的壳来实现代理功能，我们的目标也就是实现这个壳，让这个壳能顺利的生成出来。
明白了这个道理就好办多了。我们可以把org.springframework.aop.framework.DefaultAopProxyFactory类的源代码拷贝到我们的环境中，对其内部类CglibProxyFactory进行改造。
下面的代码中，我先获得目标对象的构造函数的类型，然后利于CGLIB生产一个这样的对象，通过c2aop.setConstructorArguments(new Object[] { enhancer.create() }, clazz);传给Cglib2AopProxy对象。这样，当CGLIB生成目标对象子类的对象时，就会正确的生产出来了。

注：我现在测试用的Service类的构造函数只有一个Dao参数。

改造前：

private static class CglibProxyFactory {

    public static AopProxy createCglibProxy(AdvisedSupport advisedSupport) {
        return new Cglib2AopProxy(advisedSupport);
    }
}

	private static class CglibProxyFactory {

		public static AopProxy createCglibProxy(AdvisedSupport advisedSupport) {
			return new Cglib2AopProxy(advisedSupport);
		}
	}

改造后：

private static class CglibProxyFactory {

    public static AopProxy createCglibProxy(AdvisedSupport advisedSupport) {
        Cglib2AopProxy c2aop = new Cglib2AopProxy(advisedSupport);

        Object obj;
        try {
            obj = advisedSupport.getTargetSource().getTarget();
            if (null == obj) {
                throw new Exception("错误：找不到目标对象！");
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw new RuntimeException(e);
        }

        Constructor[] cstructs = obj.getClass().getDeclaredConstructors();
        if (cstructs.length == 1) {
            Constructor cstruct = cstructs[0];
            Class[] clazz = cstruct.getParameterTypes();

            if (clazz.length == 1) {
                Enhancer enhancer = new Enhancer();
                enhancer.setSuperclass(clazz[0]);
                enhancer.setCallback(new MethodInterceptorImpl());

                c2aop.setConstructorArguments(new Object[] { enhancer.create() }, clazz);
            }
        }

        return c2aop;
    }
}

private static class MethodInterceptorImpl implements MethodInterceptor {
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy)
            throws Throwable {
        proxy.invokeSuper(obj, args);
        return null;
    }
}

	private static class CglibProxyFactory {

		public static AopProxy createCglibProxy(AdvisedSupport advisedSupport) {
			Cglib2AopProxy c2aop = new Cglib2AopProxy(advisedSupport);
			
			Object obj;
			try {
				obj = advisedSupport.getTargetSource().getTarget();
				if (null == obj) {
					throw new Exception("错误：找不到目标对象！");
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
				throw new RuntimeException(e);
			}

			Constructor[] cstructs = obj.getClass().getDeclaredConstructors();
			if (cstructs.length == 1) {
				Constructor cstruct = cstructs[0];
				Class[] clazz = cstruct.getParameterTypes();

				if (clazz.length == 1) {
					Enhancer enhancer = new Enhancer();
					enhancer.setSuperclass(clazz[0]);
					enhancer.setCallback(new MethodInterceptorImpl());

					c2aop.setConstructorArguments(new Object[] { enhancer.create() }, clazz);
				}
			}

			return c2aop;
		}
	}

	private static class MethodInterceptorImpl implements MethodInterceptor {
		public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy)
				throws Throwable {
			proxy.invokeSuper(obj, args);
			return null;
		}
	}

再说一点，实际上，如果能从CGLIB入手，在生产目标对象类的子类时，加上一个默认构造函数就帅了。
但是对CGLIB进行改造，难度不是一半点，所以，还是直接改Spring的类来的直接些。

结稿！