动态代理是指在运行时,动态生成代理类。代理类的字节码将在运行时生成并载入当前的ClassLoader.
生成动态代理类的方法很多,如JDK自带的动态代理、CGLIB、Javassist或者ASM库。
JDK动态代理使用简单,它内置在JDK中,因此不需要引入第三方Jar包,但相对功能比较弱。CGLIB和Javassist都是高级的字节码生成库,总体性能比JDK自带的动态代理好,而且功能十分强大。ASM是低级的字节码生成工具,使用ASM已经近乎在于使用Javabytecode编程,对开发人员要求较高,也是性能最好的一种动态代理生辰工具。但ASM的使用是在过于繁琐,而且性能也没有数量级的提升,与CGLIB等高级字节码生成工具相比,ASM程序的可维护性也较差。
JDK实现
1、步骤
1)通过实现InvocationHandler接口创建自己的调用处理器
2)通过为Proxy类指定ClassLoader对象和一组interface来创建动态代理类
3)通过反射机制获得动态代理类的构造函数,其唯一参数类型是调用处理器接口类型
4)通过构造函数创建动态代理类实例,构造时调用处理器对象作为参数被传入
2、创建代理
//InvocationHandlerImpl 实现了InvocationHandler接口,并能实现方法调用从代理类到委托类的分派转发
//其内部通常包含指向委托类实例的引用,用于真正执行分派转发过来的方法调用
InvocationHandler handler = new InvocaitonHandlerImpl(..);
//通过Proxy为包括Interface接口在内的一组接口动态创建代理类的对象
Class clazz = Proxy.getProxyClass(classLoader,new Class[]{Interface.class,...});
//通过反射从生成的类对象获得构造函数对象
Constructor constructor = clazz.getConstructor(new Class[]{InvocationHandler.class});
//通过构造函数对象创建动态代理类实例
Interface Proxy = (Interface)constructor.newInstance(new Object[]{handler});
//Proxy类的静态方法newProxyInstance对上面具体步骤的后三步做了封装,简化了动态代理对象的获取过程。
//InvocationHandlerImpl实现了InvocaitonHandler接口,并能实现方法调用从代理类到委托类的分派转发
InvocaitonHandler handler = new InvocationHandlerImpl(..);
//通过Proxy直接创建动态代理类实例
Interface proxy = (Interface)Proxy.newProxyInstance(classLoader,new Class[]{Interface.class},handler);
3、代码
/**
* 接口
* @author Emily
*
*/
public interface IDBQuery {
String request();
}
/**
* 真实的实现类,具体的目标对象
* @author Emily
*
*/
public class DBQuery implements IDBQuery {
public DBQuery(){
try {
Thread.sleep(1000); //可能包含数据库连接等耗时操作
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
public String request() {
return "request string";
}
}
/**
* JDK动态代理的实现类
* @author Emily
*
*/
public class JdkDbQueryHandler implements InvocationHandler{
IDBQuery real = null; //主题接口
/**
* 生成Handler
*/
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
if(real == null)
real = new DBQuery(); //如果是第一次调用,则生成真实对象
return real.request(); //使用真实主题完成实际的操作
}
/**
* 利用Handler生成动态代理对象
* @return
*/
public static IDBQuery createJdkProxy(){
//根据指定的类加载器和接口以及截获器,返回代理类的一个实例对象
//ClassLoader loader :指定被代理对象的类加载器
//Class[] Interfaces :指定被代理对象所以事项的接口
//InvocationHandler h :指定需要调用的InvocationHandler对象
IDBQuery jdkProxy = (IDBQuery) Proxy.newProxyInstance(ClassLoader.getSystemClassLoader(), new Class[]{IDBQuery.class}, new JdkDbQueryHandler());
return jdkProxy;
}
}
执行过程:
如图,目标对象的方法调用被Proxy拦截,在InvocationHandler中的回调方法中通过反射调用,这种动态代理的方法实现了对类的方法的运行时修改。
JDK动态代理有个缺点,那就是不能对类进行代理,只能对接口进行代理,如果我们的类没有实现任何接口,那么就不能使用这种方式进行动态代理(因为$Proxy()这个类集成了Proxy,Java的集成不允许出现多个父类)。准确的说这不应该是缺点,一个良好的系统,每个类都应该有一个接口与之对应。针对接口编程。
CGLIB实现
package com.ltt.dynamic;
import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
/**
* CGLIB动态代理
* @author Emily
*
*/
public class CglibDbQueryInterceptor implements MethodInterceptor{
IDBQuery real = null;
/**
* 处理代理逻辑的切入类
*/
@Override
public Object intercept(Object arg0, Method arg1, Object[] arg2,
MethodProxy arg3) throws Throwable {
if (real == null) { //代理类 的内部逻辑
real = new DBQuery();
return real.request();
}
return null;
}
/**
* 生成动态代理
* @return
*/
public static IDBQuery createCglibProxy(){
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//指定切入器,定义代理类逻辑
enhancer.setCallback(new CglibDbQueryInterceptor());
//指定实现的接口
enhancer.setInterfaces(new Class[]{IDBQuery.class});
IDBQuery cglibProxy = (IDBQuery) enhancer.create();
return cglibProxy;
}
}
Javassist实现
createJavassistDynProxy();使用动态代码创建,生成字节码,这种方式可以非常灵活,甚至可以在运行时生成业务逻辑,如createJavassistBytecodeDynamicProxy()方法。
/**
* Javassist动态代理
* @author Emily
*
*/
public class JavassistDynDbQueryHandler implements MethodHandler{
IDBQuery real = null;
/*
* (non-Javadoc) 实现用于代理逻辑处理的Handler
* @see javassist.util.proxy.MethodHandler#invoke(java.lang.Object, java.lang.reflect.Method, java.lang.reflect.Method, java.lang.Object[])
*/
@Override
public Object invoke(Object arg0, Method arg1, Method arg2, Object[] arg3)
throws Throwable {
if (real == null)
real = new DBQuery();
return real.request();
}
/**
* 创建动态代理
* @return
* @throws Exception
*/
public static IDBQuery createJavassistDynProxy() throws Exception{
ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory();
proxyFactory.setInterfaces(new Class[]{IDBQuery.class}); //指定接口
Class proxyClass = proxyFactory.createClass();
IDBQuery javassistProxy = (IDBQuery) proxyClass.newInstance(); //设置Handler处理器
((ProxyObject) javassistProxy).setHandler(new JavassistDynDbQueryHandler());
return javassistProxy;
}
/**
* 运行时生成业务逻辑
* @return
* @throws Exception
*/
public static IDBQuery createJavassistBytecodeDynamicProxy() throws Exception{
ClassPool mPool = new ClassPool(true);
//定义类名
CtClass mCtc = mPool.makeClass(IDBQuery.class.getName() + "JavaassistBytecodeProxy");
//需要实现接口
mCtc.addInterface(mPool.get(IDBQuery.class.getName()));
//添加构造函数
mCtc.addConstructor(CtNewConstructor.defaultConstructor(mCtc));
//添加类的字段信息,使用动态Java代码
mCtc.addField(CtField.make("public" + IDBQuery.class.getName() + "real;", mCtc));
String dbQueryname = DBQuery.class.getName();
//添加方法,这里使用动态Java代码指定内部逻辑
mCtc.addMethod(CtNewMethod.make("public String request() { if(real==null) real = new " +dbQueryname+"(); return real.request();}", mCtc));
//基于以上信息,生成动态类
Class pc = mCtc.toClass();
//生成动态类的实例
IDBQuery bytecodeProxy = (IDBQuery) pc.newInstance();
return bytecodeProxy;
}
}
三种动态代理:
JDK
动态代理创建速度优于
CGLIB
动态代理,但是在函数的调用性能上远不如
CGLIB
和
Javassist
。故CGLIB和Javassist整体性能上比JDK动态代理好。
性能比较:
Create JDK Proxy: 13 ms
Create CGLIB Proxy: 217 ms
Create JAVAASSIST Proxy: 99 ms
Create JAVAASSIST Bytecode Proxy: 168 ms
================
Run JDK Proxy: 2224 ms, 634,022 t/s
Run CGLIB Proxy: 1123 ms, 1,255,623 t/s
Run JAVAASSIST Proxy: 3212 ms, 438,999 t/s
Run JAVAASSIST Bytecode Proxy: 206 ms, 6,844,977 t/s
----------------
Run JDK Proxy: 2169 ms, 650,099 t/s
Run CGLIB Proxy: 1059 ms, 1,331,506 t/s
Run JAVAASSIST Proxy: 3328 ms, 423,697 t/s
Run JAVAASSIST Bytecode Proxy: 202 ms, 6,980,521 t/s
----------------
Run JDK Proxy: 2174 ms, 648,604 t/s
Run CGLIB Proxy: 1032 ms, 1,366,342 t/s
Run JAVAASSIST Proxy: 3119 ms, 452,088 t/s
Run JAVAASSIST Bytecode Proxy: 207 ms, 6,811,910 t/s
----------------
Javassist字节码最快,CGLIB次之,是JDK的两倍。
它们都是通过字节码生成来实现动态代理的。只不过是它们生成的字节码不一样,像JDK,CGLIB都考虑了很多因素,以及继承或包装了自己的一些类,所以生成的字节码非常大,而我们很多时候用不上这些,手工生成的字节码非常小(Javassist是手工生成的字节码),所以速度快。
另外,ASM也是手工生成的字节码,速度也很快,但是它没有一个数量级,通常情况下选用Javassist生成字节码的方式。