【深度思考】聊聊CGLIB动态代理原理

2023-04-21 13:19 由申城异乡人发表于 #后端开发

1. 简介

CGLIB的全称是：Code Generation Library。

CGLIB是一个强大的、高性能、高质量的代码生成类库，它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口，

底层使用的是字节码处理框架ASM。

Github地址：https://github.com/cglib/cglib。

CGLIB的Maven坐标如下所示：

<dependency>
    <groupId>cglib</groupId>
    <artifactId>cglib</artifactId>
    <version>3.3.0</version>
</dependency>

2. 示例

首先，新增一个类：

public class Coder {
    public void work() {
        System.out.println("认真写bug……");
    }
}

然后，自定义一个方法拦截器，实现net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor接口并重写intercept方法：

public class AttendanceMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("上班打卡……");

        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);

        System.out.println("下班打卡……");

        return result;
    }
}

重点看下Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);，该行代码最终会执行真正的目标方法，在这前后，我们可以添加一些增强逻辑。

然后，新建个测试类，看下CGLIB动态代理如何使用：

public class CglibProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(Coder.class);
        enhancer.setCallback(new AttendanceMethodInterceptor());
        // 创建代理对象
        Object object = enhancer.create();

        Coder coder = (Coder) object;
        coder.work();
    }
}

运行以上代码，效果如下图所示：

从运行结果可以看出，在目标方法的前后，执行了自定义的操作。

3. 原理

看下上面的测试类代码，首先是创建了一个net.sf.cglib.proxy.Enhancer对象，然后调用了setSuperclass()方法

将enhancer对象的父类设置为Coder类：

紧接着调用了setCallback()方法将enhancer对象的方法拦截器设置为自定义的AttendanceMethodInterceptor：

然后是调用enhancer对象的create()方法来生成一个代理对象。

先打印下，简单看下这个代理类的信息：

图中的com.zwwhnly.mybatisplusdemo.cglibproxy.Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654就是CGLIB生成的代理类的名称。

那么这个代理类具体是什么样子呢？

在上面的测试类代码中（Object object = enhancer.create();代码之前）添加以下一行代码：

System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "./cglib");

然后再次运行，会看到项目根目录下生成了一个cglib文件夹，自动生成的代理类就包含在其中：

可以看到一共生成了5个类，这里重点关注下红色标记的3个类。

先看下Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654.class，这个类就是自动生成的代理类：

可以看出Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654.class继承了Coder类（也就是说自动生成的代理类其实是被代理类的一个子类），

并且重写了Coder类的work()方法，重写后的work()方法会调用自定义的方法拦截器AttendanceMethodInterceptor里的intercept()

方法。

然后看下Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654$$FastClassByCGLIB$$4e5eb5aa，从名称上可以看出这个类的前半段和上面的类的名称

是一样的，后半段拼接上了$$FastClassByCGLIB$$4e5eb5aa，从功能上说，这个类是上面的代理类的索引类，重点关注下里面的

getIndex()方法和invoke()方法：

最后看下Coder$$FastClassByCGLIB$$398819d0，这个类是被代理类Coder的索引类，重点也是关注下里面的

getIndex()方法和invoke()方法：

知道了这3个类的作用后，再一步一步看下示例代码中coder.work();的调用过程，因为coder是生成的代理类的实例，所以

coder.work();首先调用的是Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654的work()方法：

这里的var10000是自定义的方法拦截器AttendanceMethodInterceptor，所以执行的是红色截图里的intercept()方法，也就是：

然后看下invokeSuper()方法：

首先执行的是init()方法，在该方法内部对fastClassInfo字段进行了赋值：

从上图可以看出，fci.f1是自动生成的Coder类的索引类Coder$$FastClassByCGLIB$$398819d0，所以fci.i1 = fci.f1.getIndex(sig1);

其实执行的是的Coder$$FastClassByCGLIB$$398819d0的getIndex()方法：

fci.f2是自动生成的代理类的索引类Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654$$FastClassByCGLIB$$4e5eb5aa，

所以fci.i2 = fci.f2.getIndex(sig2);其实执行的是的Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654$$FastClassByCGLIB$$4e5eb5aa的

getIndex()方法：

看完init()方法后再回到invokeSuper()方法：

上图中的FastClassInfo fci = fastClassInfo;使用到的字段fastClassInfo在init()方法内部已经赋过值，

fci.f2其实是自动生成的代理类的索引类Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654$$FastClassByCGLIB$$4e5eb5aa，

fci.i2值是1，

所以fci.f2.invoke(fci.i2, obj, args);实际执行的是：

这里的var10000其实是自动生成的代理类Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654的实例，所以接着调用的是

代理类Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654的CGLIB$work$0()方法：

这里的super指的是Coder类，所以super.work();实际执行的是Coder类的work()方法：

综上所述，coder.work();的调用顺序依次是：

代理类--->自定义方法拦截器--->代理类索引类getIndex()方法-->代理类索引类invoke()方法--->代理类--->被代理类。

4. JDK动态代理与CGLIB动态代理区别（面试常问）

关于JDK动态代理，可以查看上一篇博客：【深度思考】聊聊JDK动态代理原理。

了解了JDK动态代理和CGLIB动态代理的原理后，现在来比较下两者的区别，这也是面试时几乎必问的一道面试题。

使用JDK动态代理，被代理类必须要实现接口，使用CGLIB动态代理，被代理类可以不实现接口

原因分析：

JDK动态代理生成的代理类继承了java.lang.reflect.Proxy，因为Java是单继承的，如果不通过实现接口的形式，

无法对类进行扩展。

CGLIB动态代理生成的代理类实际上是被代理类的子类，所以被代理类可以不实现接口。
自动生成类的数量不同

JDK动态代理只会生成1个代理类，一般情况下名称为：com.sun.proxy.$Proxy0。

CGLIB动态代理会生成好几个类，核心的3个分别是：

1)代理类：被代理类的子类，名称格式为Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654，包名和被代理类包名一致。

2)代理类的索引类：名称格式为Coder$$EnhancerByCGLIB$$8e91f654$$FastClassByCGLIB$$4e5eb5aa，

包名和被代理类包名一致。

3)被代理类的索引类：名称格式为Coder$$FastClassByCGLIB$$398819d0，包名和被代理类包名一致。
生成代理类技术不同

JDK动态代理使用JDK自带的ProxyGenerator类生成字节码文件。

CGLIB动态代理使用ASM框架生成字节码文件。
调用方式不同

JDK动态代理：代理类--->InvocationHandler.invoke()--->被代理类方法（用到了反射）。

CGLIB动态代理：代理类--->MethodInterceptor.intercept()--->代理类索引类getIndex()--->

代理类索引类invoke()--->代理类--->被代理类。（直接调用）

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