代理模式（Spring AOP深入理解）

1. 使用的场景



2.  Spring AOP的原理

AOP（Aspect-Oriented Programming，面向切面的编程）

AOP的原理 是使用JDK动态代理和cglib动态代理技术来实现的


1.JDK动态代理：通过实现InvocationHandlet接口，并重写里面的invoke方法，通过为proxy类指定classLoader和一组interfaces来创建动态代理

JDK实现动态代理需要实现类通过接口定义业务方法，对于没有接口的类，如何实现动态代理呢，这就需要CGLib了

2. cglib的动态代理


CGLib采用了非常底层的字节码技术，其原理是通过字节码技术为一个类创建子类，并在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用，顺势织入横切逻辑。JDK动态代理与CGLib动态代理均是实现Spring
AOP的基础。
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer; public class Client { public static void
main(String[] args) { Enhancer enhancer=new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(HelloServiceImlpl.class);//继承被代理类
enhancer.setCallback(new HelloMethodInterceptor());//设置回调 HelloServiceImlpl
helloService=(HelloServiceImlpl) enhancer.create();//生成代理类对象
helloService.sayHello();//在调用代理类方法时会被我们实现的方法拦截器拦截 } }
 

 

JDK动态代理具体实现原理：

1、通过实现InvocationHandlet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

3、通过反射机制获取动态代理类的构造函数，其唯一参数类型就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参入

JDK动态代理是面向接口的代理模式，如果被代理目标没有接口那么Spring也无能为力，

Spring通过java的反射机制生产被代理接口的新的匿名实现类，重写了其中AOP的增强方法。

它是可以通过预编译方式和运行期动态代理实现在不修改源代码的情况下给程序动态统一添加功能的一种技术

常用术语：
– 切面（Aspect）：其实就是共有功能的实现。
– 通知（Advice）：是切面的具体实现。
– 连接点（Joinpoint）：就是程序在运行过程中能够插入切面的地点。
– 切入点（Pointcut）：用于定义通知应该切入到哪些连接点上。
– 目标对象（Target）：就是那些即将切入切面的对象，也就是那些被通知的对象
– 代理对象（Proxy）：将通知应用到目标对象之后被动态创建的对象。
– 织入（Weaving）：将切面应用到目标对象从而创建一个新的代理对象的过程。
• 开源的AOP框架
– AspectJ

下面的内容转自这里
链接：https://www.jianshu.com/p/471c80a7e831

Java中代理的实现一般分为三种：JDK静态代理、JDK动态代理以及CGLIB动态代理。
在Spring的AOP实现中，主要应用了JDK动态代理以及CGLIB动态代理。但是本文着重介绍JDK动态代理机制，CGLIB动态代理后面会接着探究。


代理一般实现的模式为JDK静态代理：创建一个接口，然后创建被代理的类实现该接口并且实现该接口中的抽象方法。之后再创建一个代理类，同时使其也实现这个接口。在代理类中持有一个被代理对象的引用，而后在代理类方法中调用该对象的方法。


其实就是代理类为被代理类预处理消息、过滤消息并在此之后将消息转发给被代理类，之后还能进行消息的后置处理。代理类和被代理类通常会存在关联关系(即上面提到的持有的被带离对象的引用)，代理类本身不实现服务，而是通过调用被代理类中的方法来提供服务。



接口



被代理类



代理类



测试类以及输出结果


我们可以看出，使用JDK静态代理很容易就完成了对一个类的代理操作。但是JDK静态代理的缺点也暴露了出来：由于代理只能为一个类服务，如果需要代理的类很多，那么就需要编写大量的代理类，比较繁琐。

下面我们使用JDK动态代理来做同样的事情



接口

 



被代理类



代理类



测试类以及输出结果

JDK动态代理其实也是基本接口实现的。因为通过接口指向实现类实例的多态方式，可以有效地将具体实现与调用解耦，便于后期的修改和维护。


通过上面的介绍，我们可以发现JDK静态代理与JDK动态代理之间有些许相似，比如说都要创建代理类，以及代理类都要实现接口等。但是不同之处也非常明显----在静态代理中我们需要对哪个接口和哪个被代理类创建代理类，所以我们在编译前就需要代理类实现与被代理类相同的接口，并且直接在实现的方法中调用被代理类相应的方法；但是动态代理则不同，我们不知道要针对哪个接口、哪个被代理类创建代理类，因为它是在运行时被创建的。

让我们用一句话来总结一下JDK静态代理和JDK动态代理的区别，然后开始探究JDK动态代理的底层实现机制：
JDK静态代理是通过直接编码创建的，而JDK动态代理是利用反射机制在运行时创建代理类的。

其实在动态代理中，核心是InvocationHandler。每一个代理的实例都会有一个关联的调用处理程序(InvocationHandler)。对待代理实例进行调用时，将对方法的调用进行编码并指派到它的调用处理器(InvocationHandler)的invoke方法。所以对代理对象实例方法的调用都是通过InvocationHandler中的invoke方法来完成的，而invoke方法会根据传入的代理对象、方法名称以及参数决定调用代理的哪个方法。

我们从JDK动态代理的测试类中可以发现代理类生成是通过Proxy类中的newProxyInstance来完成的，下面我们进入这个函数看一看：
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[]
interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException { //如果h为空将抛出异常
Objects.requireNonNull(h); final Class<?>[] intfs =
interfaces.clone();//拷贝被代理类实现的一些接口，用于后面权限方面的一些检查 final SecurityManager sm =
System.getSecurityManager(); if (sm != null) {
//在这里对某些安全权限进行检查，确保我们有权限对预期的被代理类进行代理
checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs); } /* *
下面这个方法将产生代理类 */ Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs); /* *
使用指定的调用处理程序获取代理类的构造函数对象 */ try { if (sm != null) {
checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl); } final
Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams); final
InvocationHandler ih = h; //假如代理类的构造函数是private的，就使用反射来set accessible if
(!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) { AccessController.doPrivileged(new
PrivilegedAction<Void>() { public Void run() { cons.setAccessible(true); return
null; } }); } //根据代理类的构造函数来生成代理类的对象并返回 return cons.newInstance(new
Object[]{h}); } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) { throw
new InternalError(e.toString(), e); } catch (InvocationTargetException e) {
Throwable t = e.getCause(); if (t instanceof RuntimeException) { throw
(RuntimeException) t; } else { throw new InternalError(t.toString(), t); } }
catch (NoSuchMethodException e) { throw new InternalError(e.toString(), e); } }
所以代理类其实是通过getProxyClass方法来生成的：
/** * 生成一个代理类，但是在调用本方法之前必须进行权限检查 */ private static Class<?>
getProxyClass0(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces) {
//如果接口数量大于65535，抛出非法参数错误 if (interfaces.length > 65535) { throw new
IllegalArgumentException("interface limit exceeded"); } // 如果在缓存中有对应的代理类，那么直接返回
// 否则代理类将有 ProxyClassFactory 来创建 return proxyClassCache.get(loader,
interfaces); }
那么ProxyClassFactory是什么呢？
/** * 里面有一个根据给定ClassLoader和Interface来创建代理类的工厂函数 * */ private static final
class ProxyClassFactory implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[],
Class<?>> { // 代理类的名字的前缀统一为“$Proxy” private static final String
proxyClassNamePrefix = "$Proxy"; //
每个代理类前缀后面都会跟着一个唯一的编号，如$Proxy0、$Proxy1、$Proxy2 private static final AtomicLong
nextUniqueNumber = new AtomicLong(); @Override public Class<?>
apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) { Map<Class<?>, Boolean>
interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length); for (Class<?> intf :
interfaces) { /* * 验证类加载器加载接口得到对象是否与由apply函数参数传入的对象相同 */ Class<?>
interfaceClass = null; try { interfaceClass = Class.forName(intf.getName(),
false, loader); } catch (ClassNotFoundException e) { } if (interfaceClass !=
intf) { throw new IllegalArgumentException( intf + " is not visible from class
loader"); } /* * 验证这个Class对象是不是接口 */ if (!interfaceClass.isInterface()) { throw
new IllegalArgumentException( interfaceClass.getName() + " is not an
interface"); } /* * 验证这个接口是否重复 */ if (interfaceSet.put(interfaceClass,
Boolean.TRUE) != null) { throw new IllegalArgumentException( "repeated
interface: " + interfaceClass.getName()); } } String proxyPkg = null; //
声明代理类所在的package int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL; /* *
记录一个非公共代理接口的包，以便在同一个包中定义代理类。同时验证所有非公共 * 代理接口都在同一个包中 */ for (Class<?> intf :
interfaces) { int flags = intf.getModifiers(); if (!Modifier.isPublic(flags)) {
accessFlags = Modifier.FINAL; String name = intf.getName(); int n =
name.lastIndexOf('.'); String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n +
1)); if (proxyPkg == null) { proxyPkg = pkg; } else if (!pkg.equals(proxyPkg))
{ throw new IllegalArgumentException( "non-public interfaces from different
packages"); } } } if (proxyPkg == null) { // 如果全是公共代理接口，那么生成的代理类就在com.sun.proxy
package下 proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + "."; } /* * 为代理类生成一个name
package name + 前缀+唯一编号 * 如 com.sun.proxy.$Proxy0.class */ long num =
nextUniqueNumber.getAndIncrement(); String proxyName = proxyPkg +
proxyClassNamePrefix + num; /* * 生成指定代理类的字节码文件 */ byte[] proxyClassFile =
ProxyGenerator.generateProxyClass( proxyName, interfaces, accessFlags); try {
return defineClass0(loader, proxyName, proxyClassFile, 0,
proxyClassFile.length); } catch (ClassFormatError e) { /* * A ClassFormatError
here means that (barring bugs in the * proxy class generation code) there was
some other * invalid aspect of the arguments supplied to the proxy * class
creation (such as virtual machine limitations * exceeded). */ throw new
IllegalArgumentException(e.toString()); } } }
由上方代码byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName,
interfaces, accessFlags);可以看到，其实生成代理类字节码文件的工作是通过
ProxyGenerate类中的generateProxyClass方法来完成的。
public static byte[] generateProxyClass(final String var0, Class<?>[] var1,
int var2) { ProxyGenerator var3 = new ProxyGenerator(var0, var1, var2); //
真正用来生成代理类字节码文件的方法在这里 final byte[] var4 = var3.generateClassFile(); //
保存代理类的字节码文件 if(saveGeneratedFiles) { AccessController.doPrivileged(new
PrivilegedAction() { public Void run() { try { int var1 = var0.lastIndexOf(46);
Path var2; if(var1 > 0) { Path var3 = Paths.get(var0.substring(0,
var1).replace('.', File.separatorChar), new String[0]);
Files.createDirectories(var3, new FileAttribute[0]); var2 =
var3.resolve(var0.substring(var1 + 1, var0.length()) + ".class"); } else { var2
= Paths.get(var0 + ".class", new String[0]); } Files.write(var2, var4, new
OpenOption[0]); return null; } catch (IOException var4x) { throw new
InternalError("I/O exception saving generated file: " + var4x); } } }); }
return var4; }
下面来看看真正用于生成代理类字节码文件的generateClassFile方法：
private byte[] generateClassFile() {
//下面一系列的addProxyMethod方法是将接口中的方法和Object中的方法添加到代理方法中(proxyMethod)
this.addProxyMethod(hashCodeMethod, Object.class);
this.addProxyMethod(equalsMethod, Object.class);
this.addProxyMethod(toStringMethod, Object.class); Class[] var1 =
this.interfaces; int var2 = var1.length; int var3; Class var4;
//获得接口中所有方法并添加到代理方法中 for(var3 = 0; var3 < var2; ++var3) { var4 = var1[var3];
Method[] var5 = var4.getMethods(); int var6 = var5.length; for(int var7 = 0;
var7 < var6; ++var7) { Method var8 = var5[var7]; this.addProxyMethod(var8,
var4); } } Iterator var11 = this.proxyMethods.values().iterator();
//验证具有相同方法签名的方法的返回类型是否一致 List var12; while(var11.hasNext()) { var12 =
(List)var11.next(); checkReturnTypes(var12); } //后面一系列的步骤用于写代理类Class文件 Iterator
var15; try { //生成代理类的构造函数 this.methods.add(this.generateConstructor()); var11 =
this.proxyMethods.values().iterator(); while(var11.hasNext()) { var12 =
(List)var11.next(); var15 = var12.iterator(); while(var15.hasNext()) {
ProxyGenerator.ProxyMethod var16 = (ProxyGenerator.ProxyMethod)var15.next();
//将代理类字段声明为Method，并且字段修饰符为 private static. //因为 10 是 ACC_PRIVATE和ACC_STATIC的与运算
故代理类的字段都是 private static Method *** this.fields.add(new
ProxyGenerator.FieldInfo(var16.methodFieldName, "Ljava/lang/reflect/Method;",
10)); //生成代理类的方法 this.methods.add(var16.generateMethod()); } }
//为代理类生成静态代码块对某些字段进行初始化 this.methods.add(this.generateStaticInitializer()); }
catch (IOException var10) { throw new InternalError("unexpected I/O Exception",
var10); } if(this.methods.size() > '\uffff') { //代理类中的方法数量超过65535就抛异常 throw new
IllegalArgumentException("method limit exceeded"); } else if(this.fields.size()
> '\uffff') {// 代理类中字段数量超过65535也抛异常 throw new IllegalArgumentException("field
limit exceeded"); } else { // 后面是对文件进行处理的过程
this.cp.getClass(dotToSlash(this.className));
this.cp.getClass("java/lang/reflect/Proxy"); var1 = this.interfaces; var2 =
var1.length; for(var3 = 0; var3 < var2; ++var3) { var4 = var1[var3];
this.cp.getClass(dotToSlash(var4.getName())); } this.cp.setReadOnly();
ByteArrayOutputStream var13 = new ByteArrayOutputStream(); DataOutputStream
var14 = new DataOutputStream(var13); try { var14.writeInt(-889275714);
var14.writeShort(0); var14.writeShort(49); this.cp.write(var14);
var14.writeShort(this.accessFlags);
var14.writeShort(this.cp.getClass(dotToSlash(this.className)));
var14.writeShort(this.cp.getClass("java/lang/reflect/Proxy"));
var14.writeShort(this.interfaces.length); Class[] var17 = this.interfaces; int
var18 = var17.length; for(int var19 = 0; var19 < var18; ++var19) { Class var22
= var17[var19];
var14.writeShort(this.cp.getClass(dotToSlash(var22.getName()))); }
var14.writeShort(this.fields.size()); var15 = this.fields.iterator();
while(var15.hasNext()) { ProxyGenerator.FieldInfo var20 =
(ProxyGenerator.FieldInfo)var15.next(); var20.write(var14); }
var14.writeShort(this.methods.size()); var15 = this.methods.iterator();
while(var15.hasNext()) { ProxyGenerator.MethodInfo var21 =
(ProxyGenerator.MethodInfo)var15.next(); var21.write(var14); }
var14.writeShort(0); return var13.toByteArray(); } catch (IOException var9) {
throw new InternalError("unexpected I/O Exception", var9); } } }
下面是将接口与Object中一些方法添加到代理类中的addProxyMethod方法：
private void addProxyMethod(Method var1, Class<?> var2) { String var3 =
var1.getName();//获得方法名称 Class[] var4 = var1.getParameterTypes();//获得方法参数类型
Class var5 = var1.getReturnType();//获得方法返回类型 Class[] var6 =
var1.getExceptionTypes();//异常类型 String var7 = var3 +
getParameterDescriptors(var4);//获得方法签名 Object var8 =
(List)this.proxyMethods.get(var7);//根据方法前面获得proxyMethod的value if(var8 != null)
{//处理多个代理接口中方法重复的情况 Iterator var9 = ((List)var8).iterator();
while(var9.hasNext()) { ProxyGenerator.ProxyMethod var10 =
(ProxyGenerator.ProxyMethod)var9.next(); if(var5 == var10.returnType) {
ArrayList var11 = new ArrayList(); collectCompatibleTypes(var6,
var10.exceptionTypes, var11); collectCompatibleTypes(var10.exceptionTypes,
var6, var11); var10.exceptionTypes = new Class[var11.size()];
var10.exceptionTypes = (Class[])var11.toArray(var10.exceptionTypes); return; }
} } else { var8 = new ArrayList(3); this.proxyMethods.put(var7, var8); }
((List)var8).add(new ProxyGenerator.ProxyMethod(var3, var4, var5, var6, var2,
null)); }


 


 

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