Java编程使用CGLIB动态代理介绍与实战演示

前言

在Java编程中，CGLIB (Code Generation Library) 是一个强大的高性能代码生成库，它通过生成被代理类的子类来实现代理功能。相比于JDK动态代理要求目标对象必须实现接口，CGLIB代理适用于那些没有实现任何接口的类。其实动态代理在编码中有很多的使用场景，如方法拦截、权限检查、事务管理、日志记录等等。今天我们就简单分享一期用CGLIB动态代理来扩展类功能。

技术积累

核心概念

1. 动态代理： 动态代理是一种设计模式，允许在运行时创建一个对象，该对象可以充当其他对象（目标对象）的代理，从而控制对目标对象方法的访问。代理对象在转发请求到目标对象的同时，可以附加额外的行为，如方法拦截、权限检查、事务管理、日志记录等。
2. 字节码操作： CGLIB基于底层的字节码操作技术，利用ASM库动态生成新的Java类（通常是目标类的子类）。这些新生成的类继承自目标类，并在方法调用时插入代理逻辑。这种机制使得CGLIB能够在不修改原有类代码的情况下，为其提供增强功能

主要功能

1. 方法拦截： CGLIB的核心功能是实现方法级别的拦截。通过实现MethodInterceptor接口，开发者可以定义一个方法拦截器，该拦截器会在代理对象的方法调用前后执行自定义逻辑，如预处理、后处理、异常处理、结果修饰等。
2. 非接口代理： 与JDK动态代理依赖接口不同，CGLIB可以直接对未实现任何接口的普通Java类进行代理。这意味着无论目标类是否声明了接口，都可以使用CGLIB进行代理，极大地拓宽了其适用范围。
3. 性能优化： 虽然字节码操作会带来一定的开销，但CGLIB通过高效地生成和缓存代理类，确保了在大多数情况下具有良好的性能。尤其对于频繁创建和销毁代理对象的场景，CGLIB的单例模式表现往往优于JDK动态代理。

适用场景

1. AOP框架： 面向切面编程（Aspect-Oriented Programming, AOP）常借助CGLIB来实现方法拦截和织入切面逻辑。Spring框架在内部就集成了CGLIB，用于当目标对象未实现接口时的代理实现。
2. 服务端框架： 在某些服务端开发框架（如Hibernate、MyBatis等）中，CGLIB被用来创建持久化对象的代理，以透明地支持延迟加载、变更检测等功能。
3. 测试工具： 在单元测试或集成测试中，CGLIB可用于模拟复杂的对象交互，为测试提供灵活的隔离环境。

与JDK动态代理的对比

尽管两者都服务于动态代理需求，但CGLIB与JDK动态代理有明显的差异：

1. 代理方式：
   JDK动态代理基于接口，创建代理对象时需要目标对象实现至少一个接口。代理对象是接口的实现类，通过反射调用接口方法。
   CGLIB代理基于子类，能够代理未实现接口的类。代理对象是目标类的子类，通过继承和方法覆写实现拦截。
2. 性能考量：
   对于仅需代理接口方法且创建代理对象频率较低的场景，JDK动态代理通常拥有更好的性能，因为它不需要生成额外的类文件，也不涉及字节码操作。
   在需要代理非接口类或频繁创建销毁代理对象的情况下，CGLIB由于其高效的字节码生成和缓存策略，可能会表现出更优的性能。
3. 应用限制：
   JDK动态代理由于依赖接口，无法应用于未声明接口的类。同时，对于final类和方法，以及带有final修饰符的成员变量，JDK动态代理无能为力。
   CGLIB理论上可以代理任何非final类，但对于final类、final方法以及构造函数，CGLIB同样无法进行代理。

实战演示

定义待代理的目标类

首先，创建一个不实现任何接口的ActionUserDataServiceImpl 类，它是我们将要进行CGLIB代理的实际业务逻辑实现。

/*** ActionUserDataServiceImpl* @author senfel* @version 1.0* @date 2024/4/3 16:11*/
public class ActionUserDataServiceImpl {/*** addUser* @author senfel* @date 2024/4/3 16:36* @return void*/public void addUser() {System.out.println("实际执行增加用户的操作...");}
}

实现MethodInterceptor接口

为了拦截并处理目标方法调用，我们需要实现net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor接口，其中的核心方法是intercept()。在这个方法中，你可以添加额外的逻辑，如前置处理、后置处理、异常处理或完全替换原有的方法行为。

import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;/*** StudentProxy* @author senfel* @version 1.0* @date 2024/4/3 16:27*/
public class MyCglibProxy<T> implements MethodInterceptor {/*** getProxyInstance* @author senfel* @date 2024/4/3 16:27* @return java.lang.Object*/public Object getProxyInstance(Class<T> tClass)  {Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setSuperclass(tClass);enhancer.setCallback(this); // 设置回调方法为当前类return enhancer.create();}@Overridepublic Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {System.out.println("开始执行代理逻辑...");// 前置处理或其他逻辑beforeProxyRun();// 调用原始方法（即目标方法）Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);// 后置处理或其他逻辑afterProxyRun();System.out.println("结束执行增代理逻辑...");return result;}/*** beforeProxyRun* @author senfel* @date 2024/4/3 16:33* @return void*/private void beforeProxyRun() {System.out.println("代理前：执行一些预处理操作...");}/*** afterProxyRun* @author senfel* @date 2024/4/3 16:33* @return void*/private void afterProxyRun() {System.out.println("代理后：执行一些后续处理操作...");}
}

使用代理对象

最后，通过代理类的getProxyInstance()方法获取代理对象，并调用其方法以观察代理效果。

import com.example.ccedemo.proxy.MyCglibProxy;
import com.example.ccedemo.service.ActionUserDataServiceImpl;/*** CglibProxyTest* @author senfel* @version 1.0* @date 2024/4/3 16:29*/
public class CglibProxyTest {public static void main(String[] args) {MyCglibProxy<ActionUserDataServiceImpl> actionUserDataServiceMyCglibProxy = new MyCglibProxy<>();ActionUserDataServiceImpl actionUserDataService = (ActionUserDataServiceImpl)actionUserDataServiceMyCglibProxy.getProxyInstance(ActionUserDataServiceImpl.class);actionUserDataService.addUser();}
}

测试结果

开始执行代理逻辑…
代理前：执行一些预处理操作…
实际执行增加用户的操作…
代理后：执行一些后续处理操作…
结束执行增代理逻辑…

写在最后

以上就是一个完整的Java CGLIB动态代理实例。通过这个例子，可以看到我们成功地对ActionUserDataServiceImpl 类进行了代理，代理过程中插入了额外的前后置处理逻辑，而无需修改原有类的代码。在实际使用时，我们应根据项目需求和目标类特性选择合适的代理方案，不仅仅限制于CGLIB，如果有实现接口的类用JDK也可，这样才能达到事半功倍的效果。