CGLib动态代理原理

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CGLib动态代理原理

CGLib动态代理是代理类去继承目标类，然后重写其中目标类的方法啊，这样也可以保证代理类拥有目标类的同名方法；

看一下CGLib的基本结构，下图所示，代理类去继承目标类，每次调用代理类的方法都会被方法拦截器拦截，在拦截器中才是调用目标类的该方法的逻辑，结构还是一目了然的；

1.CGLib的基本使用

使用一下CGLib，在JDK动态代理中提供一个Proxy类来创建代理类，而在CGLib动态代理中也提供了一个类似的类Enhancer；

使用的CGLib版本是2.2.2，我是随便找的，不同的版本有点小差异，建议用3.x版本的…我用的maven项目进行测试的，首先要导入cglib的依赖

<dependency>
        <groupId>cglib</groupId>
        <artifactId>cglib</artifactId>
        <version>2.2.2</version>
</dependency>

目标类（一个公开方法，另外一个用final修饰）：

package com.wyq.day527;

public class Dog{
    
    final public void run(String name) {
        System.out.println("狗"+name+"----run");
    }
    
    public void eat() {
        System.out.println("狗----eat");
    }
}

方法拦截器：

package com.wyq.day527;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class MyMethodInterceptor implements MethodInterceptor{

    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("这里是对目标类进行增强！！！");
        //注意这里的方法调用，不是用反射哦！！！
        Object object = proxy.invokeSuper(obj, args);
        return object;
    }  
}

测试类：

package com.wyq.day527;

import net.sf.cglib.core.DebuggingClassWriter;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;

public class CgLibProxy {
    public static void main(String[] args) {
        //在指定目录下生成动态代理类，我们可以反编译看一下里面到底是一些什么东西
        System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "D:\\java\\java_workapace");
        
        //创建Enhancer对象，类似于JDK动态代理的Proxy类，下一步就是设置几个参数
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        //设置目标类的字节码文件
        enhancer.setSuperclass(Dog.class);
        //设置回调函数
        enhancer.setCallback(new MyMethodInterceptor());
        
        //这里的creat方法就是正式创建代理类
        Dog proxyDog = (Dog)enhancer.create();
        //调用代理类的eat方法
        proxyDog.eat();       
    }
}

测试结果：

使用起来还是很容易的，但是其中有很多小细节我们要注意，下面我们就慢慢的看；

2.生成动态代理类

首先到我们指定的目录下面看一下生成的字节码文件，有三个，一个是代理类的FastClass，一个是代理类，一个是目标类的FastClass，我们看看代理类（Dog

EnhancerByCGLIBEnhancerByCGLIB

a063bd58.class），名字略长~后面会仔细介绍什么是FastClass，这里简单说一下，就是给每个方法编号，通过编号找到方法，这样可以避免频繁使用反射导致效率比较低，也可以叫做FastClass机制


　　然后我们可以结合生成的动态代理类来简单看看原理，一个反编译工具

我们就打开xxx.java文件，稍微进行整理一下，我们可以看到对于eat方法，在这个代理类中对应会有eat 和CGLIB$eat0 这 两 个 方 法 ； 　 　 − 其 中 前 者 e a t 则 是 我 们 使 用 代 理 类 时 候 调 用 的 方 法 ， 　 　 − 后 者 C G L I B 0这两个方法； 　　- 其中前者eat 则是我们使用代理类时候调用的方法， 　　- 后者CGLIB0这两个方法；−其中前者eat则是我们使用代理类时候调用的方法，−后者CGLIBeat0 是 在 方 法 拦 截 器 里 面 调 用 的 ， 　 换 句 话 来 说 当 我 们 代 码 调 用 代 理 对 象 的 e a t 方 法 ， 然 后 会 到 方 法 拦 截 器 中 调 用 i n t e r c e p t 方 法 ， 该 方 法 内 则 通 过 p r o x y . i n v o k e S u p e r 调 用 C G L I B 0是在方法拦截器里面调用的， 　换句话来说当我们代码调用代理对象的eat方法，然后会到方法拦截器中调用intercept方法，该方法内则通过proxy.invokeSuper调用CGLIB0是在方法拦截器里面调用的，换句话来说当我们代码调用代理对象的eat方法，然后会到方法拦截器中调用intercept方法，该方法内则通过proxy.invokeSuper调用CGLIBeat$0这个方法，不要因为方法名字太长了就觉得难，其实原理很简单。。。（顺便一提，不知道大家有没有发现代理类中只有eat方法，没有run方法，因为run方法被final修饰了，不可被重写，所以代理类中就没有run方法，这里要符合java规范！！！）

package com.wyq.day527;

import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.core.ReflectUtils;
import net.sf.cglib.core.Signature;
import net.sf.cglib.proxy.*;

//可以看到这个代理类是继承我们的目标类Dog，并且顺便实现了一个Factory接口，这个接口就是一些设置回调函数和返回实例化对象的方法
public class Dog$$EnhancerByCGLIB$$fbca2ec6 extends Dog implements Factory{
    //这里有很多的属性，仔细看一下就是一个方法对应两个，一个是Method类型，一个是MethodProxy类型
    private boolean CGLIB$BOUND;
    private static final ThreadLocal CGLIB$THREAD_CALLBACKS;
    private static final Callback CGLIB$STATIC_CALLBACKS[];
    private MethodInterceptor CGLIB$CALLBACK_0;
    private static final Method CGLIB$eat$0$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$eat$0$Proxy;
    private static final Object CGLIB$emptyArgs[];
    private static final Method CGLIB$finalize$1$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$finalize$1$Proxy;
    private static final Method CGLIB$equals$2$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$equals$2$Proxy;
    private static final Method CGLIB$toString$3$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$toString$3$Proxy;
    private static final Method CGLIB$hashCode$4$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$hashCode$4$Proxy;
    private static final Method CGLIB$clone$5$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$clone$5$Proxy;
  
    //静态代码块，调用下面静态方法，这个静态方法大概做的就是获取目标方法中每个方法的MethodProxy对象
      static {
          CGLIB$STATICHOOK1();
      }
    
    //无参构造器
    public Dog$$EnhancerByCGLIB$$fbca2ec6()
    {
        CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
    }

    //此方法在上面的静态代码块中被调用
    static void CGLIB$STATICHOOK1(){
        //注意下面这两个Method数组，用于保存反射获取的Method对象，避免每次都用反射去获取Method对象
        Method[] amethod;
        Method[] amethod1;
        CGLIB$THREAD_CALLBACKS = new ThreadLocal();
        CGLIB$emptyArgs = new Object[0];
        
        //获取目标类的字节码文件
        Class class1 = Class.forName("com.wyq.day527.Dog$$EnhancerByCGLIB$$fbca2ec6");
        
        //代理类的字节码文件
        Class class2;
        
        //ReflectUtils是一个包装各种反射操作的工具类，通过这个工具类来获取各个方法的Method对象，然后保存到上述的Method数组中
        amethod = ReflectUtils.findMethods(new String[] {
            "finalize", "()V", "equals", "(Ljava/lang/Object;)Z", "toString", "()Ljava/lang/String;", "hashCode", "()I", "clone", "()Ljava/lang/Object;"
        }, (class2 = Class.forName("java.lang.Object")).getDeclaredMethods());
        Method[] _tmp = amethod;
        
        //为目标类的每一个方法都建立索引，可以想象成记录下来目标类中所有方法的地址，需要用调用目标类方法的时候根据地址就能直接找到该方法
        //这就是此处CGLIB$xxxxxx$$Proxy的作用。。。
        CGLIB$finalize$1$Method = amethod[0];
        CGLIB$finalize$1$Proxy = MethodProxy.create(class2, class1, "()V", "finalize", "CGLIB$finalize$1");
        CGLIB$equals$2$Method = amethod[1];
        CGLIB$equals$2$Proxy = MethodProxy.create(class2, class1, "(Ljava/lang/Object;)Z", "equals", "CGLIB$equals$2");
        CGLIB$toString$3$Method = amethod[2];
        CGLIB$toString$3$Proxy = MethodProxy.create(class2, class1, "()Ljava/lang/String;", "toString", "CGLIB$toString$3");
        CGLIB$hashCode$4$Method = amethod[3];
        CGLIB$hashCode$4$Proxy = MethodProxy.create(class2, class1, "()I", "hashCode", "CGLIB$hashCode$4");
        CGLIB$clone$5$Method = amethod[4];
        CGLIB$clone$5$Proxy = MethodProxy.create(class2, class1, "()Ljava/lang/Object;", "clone", "CGLIB$clone$5");
        amethod1 = ReflectUtils.findMethods(new String[] {
            "eat", "()V"
        }, (class2 = Class.forName("com.wyq.day527.Dog")).getDeclaredMethods());
        Method[] _tmp1 = amethod1;
        CGLIB$eat$0$Method = amethod1[0];
        CGLIB$eat$0$Proxy = MethodProxy.create(class2, class1, "()V", "eat", "CGLIB$eat$0");
    }

    //这个方法就是调用目标类的的eat方法
    final void CGLIB$eat$0()
    {
        super.eat();
    }

    //这个方法是我们是我们要调用的，在前面的例子中调用代理对象的eat方法就会到这个方法中
    public final void eat(){
        //CGLIB$CALLBACK_0 = (MethodInterceptor)callback;
        CGLIB$CALLBACK_0;
        //这里就是判断CGLIB$CALLBACK_0是否为空，也就是我们传入的方法拦截器是否为空，如果不为空就最终到下面的_L4
        if(CGLIB$CALLBACK_0 != null) goto _L2; else goto _L1
_L1:
        JVM INSTR pop ;
        CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
        CGLIB$CALLBACK_0;
_L2:
        JVM INSTR dup ;
        JVM INSTR ifnull 37;
           goto _L3 _L4
_L3:
        break MISSING_BLOCK_LABEL_21;
_L4:
        break MISSING_BLOCK_LABEL_37;
        this;
        CGLIB$eat$0$Method;
        CGLIB$emptyArgs;
        CGLIB$eat$0$Proxy;
        //这里就是调用方法拦截器的intecept（）方法
        intercept();
        return;
        super.eat();
        return;
    }
    
    //这里省略finalize，equals，toString，hashCode，clone,因为和上面的eat的两个方法差不多
    //..........
    //...........
    //..........

    public static MethodProxy CGLIB$findMethodProxy(Signature signature)
    {
        String s = signature.toString();
        s;
        s.hashCode();
        JVM INSTR lookupswitch 6: default 140
    // -1574182249: 68
    // -1310345955: 80
    // -508378822: 92
    // 1826985398: 104
    // 1913648695: 116
    // 1984935277: 128;
           goto _L1 _L2 _L3 _L4 _L5 _L6 _L7
_L2:
        "finalize()V";
        equals();
        JVM INSTR ifeq 141;
           goto _L8 _L9
_L9:
        break MISSING_BLOCK_LABEL_141;
_L8:
        return CGLIB$finalize$1$Proxy;
_L3:
        "eat()V";
        equals();
        JVM INSTR ifeq 141;
           goto _L10 _L11
_L11:
        break MISSING_BLOCK_LABEL_141;
_L10:
        return CGLIB$eat$0$Proxy;
_L4:
        "clone()Ljava/lang/Object;";
        equals();
        JVM INSTR ifeq 141;
           goto _L12 _L13
_L13:
        break MISSING_BLOCK_LABEL_141;
_L12:
        return CGLIB$clone$5$Proxy;
_L5:
        "equals(Ljava/lang/Object;)Z";
        equals();
        JVM INSTR ifeq 141;
           goto _L14 _L15
_L15:
        break MISSING_BLOCK_LABEL_141;
_L14:
        return CGLIB$equals$2$Proxy;
_L6:
        "toString()Ljava/lang/String;";
        equals();
        JVM INSTR ifeq 141;
           goto _L16 _L17
_L17:
        break MISSING_BLOCK_LABEL_141;
_L16:
        return CGLIB$toString$3$Proxy;
_L7:
        "hashCode()I";
        equals();
        JVM INSTR ifeq 141;
           goto _L18 _L19
_L19:
        break MISSING_BLOCK_LABEL_141;
_L18:
        return CGLIB$hashCode$4$Proxy;
_L1:
        JVM INSTR pop ;
        return null;
    }

    public static void CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(Callback acallback[])
    {
        CGLIB$THREAD_CALLBACKS.set(acallback);
    }

    public static void CGLIB$SET_STATIC_CALLBACKS(Callback acallback[])
    {
        CGLIB$STATIC_CALLBACKS = acallback;
    }

    private static final void CGLIB$BIND_CALLBACKS(Object obj)
    {
        Dog$$EnhancerByCGLIB$$fbca2ec6 dog$$enhancerbycglib$$fbca2ec6 = (Dog$$EnhancerByCGLIB$$fbca2ec6)obj;
        if(dog$$enhancerbycglib$$fbca2ec6.CGLIB$BOUND) goto _L2; else goto _L1
_L1:
        Object obj1;
        dog$$enhancerbycglib$$fbca2ec6.CGLIB$BOUND = true;
        obj1 = CGLIB$THREAD_CALLBACKS.get();
        obj1;
        if(obj1 != null) goto _L4; else goto _L3
_L3:
        JVM INSTR pop ;
        CGLIB$STATIC_CALLBACKS;
        if(CGLIB$STATIC_CALLBACKS != null) goto _L4; else goto _L5
_L5:
        JVM INSTR pop ;
          goto _L2
_L4:
        (Callback[]);
        dog$$enhancerbycglib$$fbca2ec6;
        JVM INSTR swap ;
        0;
        JVM INSTR aaload ;
        (MethodInterceptor);
        CGLIB$CALLBACK_0;
_L2:
    }

    public Object newInstance(Callback acallback[])
    {
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(acallback);
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(null);
        return new Dog$$EnhancerByCGLIB$$fbca2ec6();
    }

    public Object newInstance(Callback callback)
    {
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(new Callback[] {
            callback
        });
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(null);
        return new Dog$$EnhancerByCGLIB$$fbca2ec6();
    }

    public Object newInstance(Class aclass[], Object aobj[], Callback acallback[])
    {
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(acallback);
        JVM INSTR new #2   <Class Dog$$EnhancerByCGLIB$$fbca2ec6>;
        JVM INSTR dup ;
        aclass;
        aclass.length;
        JVM INSTR tableswitch 0 0: default 35
    // 0 28;
           goto _L1 _L2
_L2:
        JVM INSTR pop ;
        Dog$$EnhancerByCGLIB$$fbca2ec6();
          goto _L3
_L1:
        JVM INSTR pop ;
        throw new IllegalArgumentException("Constructor not found");
_L3:
        CGLIB$SET_THREAD_CALLBACKS(null);
        return;
    }

    public Callback getCallback(int i)
    {
        CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
        this;
        i;
        JVM INSTR tableswitch 0 0: default 30
    // 0 24;
           goto _L1 _L2
_L2:
        CGLIB$CALLBACK_0;
          goto _L3
_L1:
        JVM INSTR pop ;
        null;
_L3:
        return;
    }

    public void setCallback(int i, Callback callback)
    {
        switch(i)
        {
        case 0: // '\0'
            CGLIB$CALLBACK_0 = (MethodInterceptor)callback;
            break;
        }
    }

    public Callback[] getCallbacks()
    {
        CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
        this;
        return (new Callback[] {
            CGLIB$CALLBACK_0
        });
    }

    public void setCallbacks(Callback acallback[])
    {
        this;
        acallback;
        JVM INSTR dup2 ;
        0;
        JVM INSTR aaload ;
        (MethodInterceptor);
        CGLIB$CALLBACK_0;
    }

    

   
}

根据上面的代码我们可以知道代理类中主要有几部分组成：

  1. 重写的父类方法，
  2. CGLIB$eat$0这种奇怪的方法，
  3. Interceptor（）方法，
  4. newInstance和get/setCallback方法

3.FastClass机制分析

为什么要用这种机制呢？直接用反射多好啊，但是我们知道反射虽然很好用，但是和直接new对象相比，效率有点慢，于是就有了这种机制， Jdk动态代理的拦截对象是通过反射的机制来调用被拦截方法的，反射的效率比较低，所以cglib采用了FastClass的机制来实现对被拦截方法的调用。FastClass机制就是对一个类的方法建立索引，通过索引来直接调用相应的方法，下面用一个小例子来说明一下，这样比较直观：

public class test10 {
    public static void main(String[] args){
        Test tt = new Test();
        Test2 fc = new Test2();
        int index = fc.getIndex("f()V");
        fc.invoke(index, tt, null);
    }
}

class Test{
    public void f(){
        System.out.println("f method");
    }
    
    public void g(){
        System.out.println("g method");
    }
}
class Test2{
    public Object invoke(int index, Object o, Object[] ol){
        Test t = (Test) o;
        switch(index){
        case 1:
            t.f();
            return null;
        case 2:
            t.g();
            return null;
        }
        return null;
    }
    
    public int getIndex(String signature){
        switch(signature.hashCode()){
        case 3078479:
            return 1;
        case 3108270:
            return 2;
        }
        return -1;
    }
}

上例中，Test2是Test的Fastclass，在Test2中有两个方法getIndex和invoke。在getIndex方法中对Test的每个方法建立索引，并根据入参（方法名+方法的描述符）来返回相应的索引。Invoke根据指定的索引，以ol为入参调用对象O的方法。这样就避免了反射调用，提高了效率。代理类（Target

EnhancerByCGLIBEnhancerByCGLIB

788444a0）中与生成Fastclass相关的代码如下：

Class localClass1 = Class.forName("net.sf.cglib.test.Target$$EnhancerByCGLIB$$788444a0");
localClass2 = Class.forName("net.sf.cglib.test.Target");
CGLIB$g$0$Proxy = MethodProxy.create(localClass2, localClass1, "()V", "g", "CGLIB$g$0");

MethodProxy中会对localClass1和localClass2进行分析并生成FastClass，然后再使用getIndex来获取方法g 和 CGLIB$g$0的索引，具体的生成过程将在后续进行介绍，这里介绍一个关键的内部类：

private static class FastClassInfo
    {
        FastClass f1; // net.sf.cglib.test.Target的fastclass
        FastClass f2; // Target$$EnhancerByCGLIB$$788444a0 的fastclass
        int i1; //方法g在f1中的索引
        int i2; //方法CGLIB$g$0在f2中的索引
    }

MethodProxy 中invokeSuper方法的代码如下：

FastClassInfo fci = fastClassInfo;
    return fci.f2.invoke(fci.i2, obj, args);

当调用invokeSuper方法时，实际上是调用代理类的CGLIB$g0 方 法 ， C G L I B 0方法，CGLIB0方法，CGLIBg$0直接调用了目标类的g方法。所以，在第一节示例代码中我们使用invokeSuper方法来调用被拦截的目标类方法。

4.简单原理

上面我们看了CGLib动态代理的用法、实际生成的代理类以及FastClass机制，下面我们就以最前面的那个例子中调用eat（）方法来看看主要的调用步骤；

第一步：是经过一系列操作实例化出了Enhance对象，并设置了所需要的参数然后enhancer.create()成功创建出来了代理对象，这个就不多说了…

第二步：调用代理对象的eat（）方法，会进入到方法拦截器的intercept（）方法，在这个方法中会调用proxy.invokeSuper(obj, args);方法

第三步：invokeSuper中，通过FastClass机制调用目标类的方法

方法拦截器中只有一个invoke方法，这个方法有四个参数，obj表示代理对象，method表示目标类中的方法，args表示方法参数，proxy表示代理方法的MethodProxy对象

在这个方法内部会调用proxy.invokeSuper(obj, args)方法，我们进入.invokeSuper方法内部看看：

简单看看init（）方法：

　FastClassInfo内部如下图，由此可以看出prxy.invokeSuper（）方法中fci.f2.invoke(fci.i2, obj, args)，其实就是调用CGLIBe a t eateat这个方法

　invoke方法是个抽象方法，我们反编译一下代理类的FastClass（也就是生成的那三个字节码文件名称最长的那个）就可以看到，由于代码比较长，就不复制了…

5.总结

CGLib动态代理是将继承用到了极致
　　这里随便画一个简单的图看看整个过程，当我们去调用方法一的时候，在代理类中会先判断是否实现了方法拦截的接口，没实现的话直接调用目标类的方法一；如果实现了那就会被方法拦截器拦截，在方法拦截器中会对目标类中所有的方法建立索引，其实大概就是将每个方法的引用保存在数组中，我们就可以根据数组的下标直接调用方法，而不是用反射；索引建立完成之后，方法拦截器内部就会调用invoke方法（这个方法在生成的FastClass中实现），在invoke方法内就是调用CGLIB方 法 一 方法一方法一这种方法，也就是调用对应的目标类的方法一；

一般我们要添加自己的逻辑就是在方法拦截器那里。。。。

学习参考记录：
https://www.cnblogs.com/wyq1995/p/10945034.html

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