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CGLIB(Code Generation Library) 介绍与原理

一、什么是 CGLIB?

CGLIB是一个功能强大,高性能的代码生成包。它为没有实现接口的类提供代理,为JDK的动态代理提供了很好的补充。通常可以使用Java的动态代理创建代理,但当要代理的类没有实现接口或者为了更好的性能,CGLIB是一个好的选择。

CGLIB作为一个开源项目,其代码托管在github,地址为:https://github.com/cglib/cglib

二、CGLIB 原理

CGLIB 原理:动态生成一个要代理类的子类,子类重写要代理的类的所有不是final的方法。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。它比使用java反射的JDK动态代理要快。

CGLIB 底层:使用字节码处理框架ASM,来转换字节码并生成新的类。不鼓励直接使用ASM,因为它要求你必须对JVM内部结构包括class文件的格式和指令集都很熟悉。

CGLIB缺点:对于final方法,无法进行代理。

三、CGLIB 的应用

广泛的被许多AOP的框架使用,例如Spring AOP和dynaop。Hibernate使用CGLIB来代理单端single-ended(多对一和一对一)关联。

四、为什么使用 CGLIB?

CGLIB代理主要通过对字节码的操作,为对象引入间接级别,以控制对象的访问。我们知道Java中有一个动态代理也是做这个事情的,那我们为什么不直接使用Java动态代理,而要使用CGLIB呢?答案是CGLIB相比于JDK动态代理更加强大,JDK动态代理虽然简单易用,但是其有一个致命缺陷是,只能对接口进行代理。如果要代理的类为一个普通类、没有接口,那么Java动态代理就没法使用了。

五、CGLIB组成结构

CGLIB(Code Generation Library) 介绍与原理 idc资讯 第1张

CGLIB底层使用了ASM(一个短小精悍的字节码操作框架)来操作字节码生成新的类。除了CGLIB库外,脚本语言(如Groovy何BeanShell)也使用ASM生成字节码。ASM使用类似SAX的解析器来实现高性能。我们不鼓励直接使用ASM,因为它需要对Java字节码的格式足够的了解。

六、CGLIB的API

1、Jar包:

  • cglib-nodep-2.2.jar:使用nodep包不需要关联asm的jar包,jar包内部包含asm的类.
  • cglib-2.2.jar:使用此jar包需要关联asm的jar包,否则运行时报错.

2、CGLIB类库:

由于基本代码很少,学起来有一定的困难,主要是缺少文档和示例,这也是CGLIB的一个不足之处。

本系列使用的CGLIB版本是2.2。

  • net.sf.cglib.core: 底层字节码处理类,他们大部分与ASM有关系。
  • net.sf.cglib.transform: 编译期或运行期类和类文件的转换
  • net.sf.cglib.proxy: 实现创建代理和方法拦截器的类
  • net.sf.cglib.reflect: 实现快速反射和C#风格代理的类
  • net.sf.cglib.util: 集合排序等工具类
  • net.sf.cglib.beans: JavaBean相关的工具类

本篇介绍通过MethodInterceptor和Enhancer实现一个动态代理。

一、首先说一下JDK中的动态代理:

JDK中的动态代理是通过反射类Proxy以及InvocationHandler回调接口实现的,但是,JDK中所要进行动态代理的类必须要实现一个接口,也就是说只能对该类所实现接口中定义的方法进行代理,这在实际编程中具有一定的局限性,而且使用反射的效率也并不是很高。

二、使用CGLib实现:

使用CGLib实现动态代理,完全不受代理类必须实现接口的限制,而且CGLib底层采用ASM字节码生成框架,使用字节码技术生成代理类,比使用Java反射效率要高。唯一需要注意的是,CGLib不能对声明为final的方法进行代理,因为CGLib原理是动态生成被代理类的子类。

下面,将通过一个实例介绍使用CGLib实现动态代理。

1、被代理类:

首先,定义一个类,该类没有实现任何接口。

package

com
.
zghw
.
cglib
;
/*
* * 没有实现接口,需要CGlib动态代理的目标类 * *
@author
zghw *
*/

public

class

TargetObject

{

public

String

method1
(
String

paramName
)

{

return

paramName
;
}

public

int

method2
(
int

count
)

{

return

count
;
}

public

int

method3
(
int

count
)

{

return

count
;
}
@
Override

public

String

toString
(
)

{

return


TargetObject []

+
getClass
(
)
;
}

}

2、拦截器:

定义一个拦截器。在调用目标方法时,CGLib会回调MethodInterceptor接口方法拦截,来实现你自己的代理逻辑,类似于JDK中的InvocationHandler接口。

package

com
.
zghw
.
cglib
;
import

java
.
lang
.
reflect
.
Method
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
MethodInterceptor
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
MethodProxy
;
/*
* * 目标对象拦截器,实现MethodInterceptor *
@author
zghw *
*/

public

class

TargetInterceptor

implements

MethodInterceptor
{

/*
* * 重写方法拦截在方法前和方法后加入业务 * Object obj为目标对象 * Method method为目标方法 * Object[] params 为参数, * MethodProxy proxy CGlib方法代理对象
*/
@
Override

public

Object

intercept
(
Object

obj
,
Method

method
,
Object
[
]

params
,
MethodProxy

proxy
)

throws

Throwable

{

System
.
out
.
println
(

调用前

)
;
Object

result
=
proxy
.
invokeSuper
(
obj
,
params
)
;
System
.
out
.
println
(

调用后

+
result
)
;
return

result
;
}

}

参数:Object为由CGLib动态生成的代理类实例,Method为上文中实体类所调用的被代理的方法引用,Object[]为参数值列表,MethodProxy为生成的代理类对方法的代理引用。

返回:从代理实例的方法调用返回的值。

其中,proxy.invokeSuper(obj,arg) 调用代理类实例上的proxy方法的父类方法(即实体类TargetObject中对应的方法)

在这个示例中,只在调用被代理类方法前后各打印了一句话,当然实际编程中可以是其它复杂逻辑。

3、生成动态代理类:

package

com
.
zghw
.
cglib
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
Callback
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
CallbackFilter
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
Enhancer
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
NoOp
;
public

class

TestCglib

{

public

static

void

main
(
String

args
[
]
)

{

Enhancer

enhancer
=
new

Enhancer
(
)
;
enhancer
.
setSuperclass
(
TargetObject
.
class
)
;
enhancer
.
setCallback
(
new

TargetInterceptor
(
)
)
;
TargetObject

targetObject2
=
(
TargetObject
)
enhancer
.
create
(
)
;
System
.
out
.
println
(
targetObject2
)
;
System
.
out
.
println
(
targetObject2
.
method1
(

mmm1

)
)
;
System
.
out
.
println
(
targetObject2
.
method2
(
100
)
)
;
System
.
out
.
println
(
targetObject2
.
method3
(
200
)
)
;
}

}

这里Enhancer类是CGLib中的一个字节码增强器,它可以方便的对你想要处理的类进行扩展,以后会经常看到它。

首先将被代理类TargetObject设置成父类,然后设置拦截器TargetInterceptor,最后执行enhancer.create()动态生成一个代理类,并从Object强制转型成父类型TargetObject。

最后,在代理类上调用方法。

4、回调过滤器CallbackFilter

一、作用

在CGLib回调时可以设置对不同方法执行不同的回调逻辑,或者根本不执行回调。

在JDK动态代理中并没有类似的功能,对InvocationHandler接口方法的调用对代理类内的所以方法都有效。

定义实现过滤器CallbackFilter接口的类:

package

com
.
zghw
.
cglib
;
import

java
.
lang
.
reflect
.
Method
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
CallbackFilter
;
/*
* * 回调方法过滤 *
@author
zghw *
*/

public

class

TargetMethodCallbackFilter

implements

CallbackFilter

{

/*
* * 过滤方法 * 返回的值为数字,代表了Callback数组中的索引位置,要到用的Callback
*/
@
Override

public

int

accept
(
Method

method
)

{

if
(
method
.
getName
(
)
.
equals
(

method1

)
)
{

System
.
out
.
println
(

filter method1 ==0

)
;
return

0
;
}

if
(
method
.
getName
(
)
.
equals
(

method2

)
)
{

System
.
out
.
println
(

filter method2 ==1

)
;
return

1
;
}

if
(
method
.
getName
(
)
.
equals
(

method3

)
)
{

System
.
out
.
println
(

filter method3 ==2

)
;
return

2
;
}

return

0
;
}

}

其中return值为被代理类的各个方法在回调数组Callback[]中的位置索引(见下文)。

package

com
.
zghw
.
cglib
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
Callback
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
CallbackFilter
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
Enhancer
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
NoOp
;
public

class

TestCglib

{

public

static

void

main
(
String

args
[
]
)

{

Enhancer

enhancer
=
new

Enhancer
(
)
;
enhancer
.
setSuperclass
(
TargetObject
.
class
)
;
CallbackFilter

callbackFilter
=
new

TargetMethodCallbackFilter
(
)
;
/*
* * (1)callback1:方法拦截器 (2)NoOp.INSTANCE:这个NoOp表示no operator,即什么操作也不做,代理类直接调用被代理的方法不进行拦截。 (3)FixedValue:表示锁定方法返回值,无论被代理类的方法返回什么值,回调方法都返回固定值。
*/

Callback

noopCb
=
NoOp
.
INSTANCE
;
Callback

callback1
=
new

TargetInterceptor
(
)
;
Callback

fixedValue
=
new

TargetResultFixed
(
)
;
Callback
[
]

cbarray
=
new

Callback
[
]
{
callback1
,
noopCb
,
fixedValue
}
;
//
enhancer.setCallback(new TargetInterceptor());


enhancer
.
setCallbacks
(
cbarray
)
;
enhancer
.
setCallbackFilter
(
callbackFilter
)
;
TargetObject

targetObject2
=
(
TargetObject
)
enhancer
.
create
(
)
;
System
.
out
.
println
(
targetObject2
)
;
System
.
out
.
println
(
targetObject2
.
method1
(

mmm1

)
)
;
System
.
out
.
println
(
targetObject2
.
method2
(
100
)
)
;
System
.
out
.
println
(
targetObject2
.
method3
(
100
)
)
;
System
.
out
.
println
(
targetObject2
.
method3
(
200
)
)
;
}

}
package

com
.
zghw
.
cglib
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
FixedValue
;
/*
* * 表示锁定方法返回值,无论被代理类的方法返回什么值,回调方法都返回固定值。 *
@author
zghw *
*/

public

class

TargetResultFixed

implements

FixedValue
{

/*
* * 该类实现FixedValue接口,同时锁定回调值为999 * (整型,CallbackFilter中定义的使用FixedValue型回调的方法为getConcreteMethodFixedValue,该方法返回值为整型)。
*/
@
Override

public

Object

loadObject
(
)

throws

Exception

{

System
.
out
.
println
(

锁定结果

)
;
Object

obj
=
999
;
return

obj
;
}

}

5.延迟加载对象

一、作用:

说到延迟加载,应该经常接触到,尤其是使用Hibernate的时候,本篇将通过一个实例分析延迟加载的实现方式。 LazyLoader接口继承了Callback,因此也算是CGLib中的一种Callback类型。

另一种延迟加载接口Dispatcher。

Dispatcher接口同样继承于Callback,也是一种回调类型。

但是Dispatcher和LazyLoader的区别在于:LazyLoader只在第一次访问延迟加载属性时触发代理类回调方法,而Dispatcher在每次访问延迟加载属性时都会触发代理类回调方法。

二、示例:

首先定义一个实体类LoaderBean,该Bean内有一个需要延迟加载的属性PropertyBean。

package

com
.
zghw
.
cglib
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
Enhancer
;
public

class

LazyBean

{

private

String

name
;
private

int

age
;
private

PropertyBean

propertyBean
;
private

PropertyBean

propertyBeanDispatcher
;
public

LazyBean
(
String

name
,
int

age
)

{

System
.
out
.
println
(

lazy bean init

)
;
this
.
name
=
name
;
this
.
age
=
age
;
this
.
propertyBean
=
createPropertyBean
(
)
;
this
.
propertyBeanDispatcher
=
createPropertyBeanDispatcher
(
)
;
}

/*
* * 只第一次懒加载 *
@return

*/

private

PropertyBean

createPropertyBean
(
)

{

/*
* * 使用cglib进行懒加载 对需要延迟加载的对象添加代理,在获取该对象属性时先通过代理类回调方法进行对象初始化。 * 在不需要加载该对象时,只要不去获取该对象内属性,该对象就不会被初始化了(在CGLib的实现中只要去访问该对象内属性的getter方法, * 就会自动触发代理类回调)。
*/

Enhancer

enhancer
=
new

Enhancer
(
)
;
enhancer
.
setSuperclass
(
PropertyBean
.
class
)
;
PropertyBean

pb
=
(
PropertyBean
)

enhancer
.
create
(
PropertyBean
.
class
,
new

ConcreteClassLazyLoader
(
)
)
;
return

pb
;
}

/*
* * 每次都懒加载 *
@return

*/

private

PropertyBean

createPropertyBeanDispatcher
(
)

{

Enhancer

enhancer
=
new

Enhancer
(
)
;
enhancer
.
setSuperclass
(
PropertyBean
.
class
)
;
PropertyBean

pb
=
(
PropertyBean
)

enhancer
.
create
(
PropertyBean
.
class
,
new

ConcreteClassDispatcher
(
)
)
;
return

pb
;
}

public

String

getName
(
)

{

return

name
;
}

public

void

setName
(
String

name
)

{

this
.
name
=
name
;
}

public

int

getAge
(
)

{

return

age
;
}

public

void

setAge
(
int

age
)

{

this
.
age
=
age
;
}

public

PropertyBean

getPropertyBean
(
)

{

return

propertyBean
;
}

public

void

setPropertyBean
(
PropertyBean

propertyBean
)

{

this
.
propertyBean
=
propertyBean
;
}

public

PropertyBean

getPropertyBeanDispatcher
(
)

{

return

propertyBeanDispatcher
;
}

public

void

setPropertyBeanDispatcher
(
PropertyBean

propertyBeanDispatcher
)

{

this
.
propertyBeanDispatcher
=
propertyBeanDispatcher
;
}
@
Override

public

String

toString
(
)

{

return


LazyBean [name=

+
name
+

, age=

+
age
+

, propertyBean=

+
propertyBean
+

]

;
}

}
package

com
.
zghw
.
cglib
;
public

class

PropertyBean

{

private

String

key
;
private

Object

value
;
public

String

getKey
(
)

{

return

key
;
}

public

void

setKey
(
String

key
)

{

this
.
key
=
key
;
}

public

Object

getValue
(
)

{

return

value
;
}

public

void

setValue
(
Object

value
)

{

this
.
value
=
value
;
}
@
Override

public

String

toString
(
)

{

return


PropertyBean [key=

+
key
+

, value=

+
value
+

]

+
getClass
(
)
;
}

}
package

com
.
zghw
.
cglib
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
LazyLoader
;
public

class

ConcreteClassLazyLoader

implements

LazyLoader

{

/*
* * 对需要延迟加载的对象添加代理,在获取该对象属性时先通过代理类回调方法进行对象初始化。 * 在不需要加载该对象时,只要不去获取该对象内属性,该对象就不会被初始化了(在CGLib的实现中只要去访问该对象内属性的getter方法, * 就会自动触发代理类回调)。
*/
@
Override

public

Object

loadObject
(
)

throws

Exception

{

System
.
out
.
println
(

before lazyLoader…

)
;
PropertyBean

propertyBean
=
new

PropertyBean
(
)
;
propertyBean
.
setKey
(

zghw

)
;
propertyBean
.
setValue
(
new

TargetObject
(
)
)
;
System
.
out
.
println
(

after lazyLoader…

)
;
return

propertyBean
;
}

}
package

com
.
zghw
.
cglib
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
Dispatcher
;
public

class

ConcreteClassDispatcher

implements

Dispatcher
{
@
Override

public

Object

loadObject
(
)

throws

Exception

{

System
.
out
.
println
(

before Dispatcher…

)
;
PropertyBean

propertyBean
=
new

PropertyBean
(
)
;
propertyBean
.
setKey
(

xxx

)
;
propertyBean
.
setValue
(
new

TargetObject
(
)
)
;
System
.
out
.
println
(

after Dispatcher…

)
;
return

propertyBean
;
}

}

6.接口生成器InterfaceMaker

一、作用:

InterfaceMaker会动态生成一个接口,该接口包含指定类定义的所有方法。

二、示例:

package

com
.
zghw
.
cglib
;
import

java
.
lang
.
reflect
.
InvocationTargetException
;
import

java
.
lang
.
reflect
.
Method
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
Enhancer
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
InterfaceMaker
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
MethodInterceptor
;
import

net
.
sf
.
cglib
.
proxy
.
MethodProxy
;
public

class

TestInterfaceMaker

{

public

static

void

main
(
String
[
]

args
)

throws

NoSuchMethodException
,
SecurityException
,
IllegalAccessException
,
IllegalArgumentException
,
InvocationTargetException

{

InterfaceMaker

interfaceMaker
=
new

InterfaceMaker
(
)
;
//
抽取某个类的方法生成接口方法


interfaceMaker
.
add
(
TargetObject
.
class
)
;
Class
<?>
targetInterface
=
interfaceMaker
.
create
(
)
;
for
(
Method

method
:
targetInterface
.
getMethods
(
)
)
{

System
.
out
.
println
(
method
.
getName
(
)
)
;
}

//
接口代理并设置代理接口方法拦截


Object

object
=
Enhancer
.
create
(
Object
.
class
,
new

Class
[
]
{
targetInterface
}
,
new

MethodInterceptor
(
)
{
@
Override

public

Object

intercept
(
Object

obj
,
Method

method
,
Object
[
]

args
,
MethodProxy

methodProxy
)

throws

Throwable

{

if
(
method
.
getName
(
)
.
equals
(

method1

)
)
{

System
.
out
.
println
(

filter method1

)
;
return


mmmmmmmmm

;
}

if
(
method
.
getName
(
)
.
equals
(

method2

)
)
{

System
.
out
.
println
(

filter method2

)
;
return

1111111
;
}

if
(
method
.
getName
(
)
.
equals
(

method3

)
)
{

System
.
out
.
println
(

filter method3

)
;
return

3333
;
}

return


default

;
}
}
)
;
Method

targetMethod1
=
object
.
getClass
(
)
.
getMethod
(

method3

,
new

Class
[
]
{
int
.
class
}
)
;
int

i
=
(
int
)
targetMethod1
.
invoke
(
object
,
new

Object
[
]
{
33
}
)
;
Method

targetMethod
=
object
.
getClass
(
)
.
getMethod
(

method1

,
new

Class
[
]
{
String
.
class
}
)
;
System
.
out
.
println
(
targetMethod
.
invoke
(
object
,
new

Object
[
]
{

sdfs

}
)
)
;
}

}

原文地址:

https://blog.csdn.net/zghwaicsdn/article/details/50957474

https://blog.csdn.net/danchu/article/details/70238002

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