面試必問系列之JDK動態代理
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1. 帶著問題去學習
面試中經常會問到關於 Spring 的代理方式有哪兩種？大家異口同聲的回答：JDK 動態代理和 CGLIB 動態代理。
這兩種代理有什麼區別呢？JDK 動態代理的類通過介面實現，CGLIB 動態代理是通過子類來實現的。
那 JDK 動態代理你了到底瞭解多少呢？有去看過代理物件的 class 檔案麼？下面兩個關於 JDK 動態代理的問題你能回答上來麼？
- 問題1：為什麼 JDK 動態代理要基於介面實現？而不是基於繼承來實現？
- 問題2：JDK 動態代理中，目標物件呼叫自己的另一個方法，會經過代理物件麼？
小李帶著大家更深入的瞭解一下 JDK 的動態代理。
2. JDK 動態代理的寫法
- JDK 動態代理需要這幾部分內容：介面、實現類、代理物件。
- 代理物件需要繼承 InvocationHandler，代理類呼叫方法時會呼叫 InvocationHandler 的 invoke 方法。
- Proxy 是所有代理類的父類，它提供了一個靜態方法 newProxyInstance 動態建立代理物件。
public interface IBuyService {
void buyItem(int userId);
void refund(int nums);
}
@Service
public class BuyServiceImpl implements IBuyService {
@Override
public void buyItem(int userId) {
System.out.println("小李不禿要買東西！小李不禿的id是： " + userId);
}
@Override
public void refund(int nums) {
System.out.println("商品過保質期了，需要退款，退款數量 ：" + nums);
}
}
public class JdkProxy implements InvocationHandler {
private Object target;
public JdkProxy(Object target) {
this.target = target;
}
// 方法增強
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
before(args);
Object result = method.invoke(target,args);
after(args);
return result;
}
private void after(Object result) { System.out.println("呼叫方法後執行！！！！" ); }
private void before(Object[] args) { System.out.println("呼叫方法前執行！！！！" ); }
// 獲取代理物件
public <T> T getProxy(){
return (T) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
target.getClass().getInterfaces(),this);
}
}
public class JdkProxyMain {
public static void main(String[] args) {
// 標明目標 target 是 BuyServiceImpl
JdkProxy proxy = new JdkProxy(new BuyServiceImpl());
// 獲取代理物件例項
IBuyService buyItem = proxy.getProxy();
// 呼叫方法
buyItem.buyItem(12345);
}
}
檢視執行結果
呼叫方法前執行！！！！
小李不禿要買東西！小李不禿的id是： 12345
呼叫方法後執行！！！！
我們完成了對目標方法的增強，開始對代理物件進行一個更全面的分析。
3. 剖析代理物件並解答問題
剖析代理物件的前提得是有代理物件，動態代理的物件是在執行時期建立的，我們就沒辦法通過打斷點的方式進行分析了。但是我們可以通過反編譯 .class 檔案進行分析。如何獲取到 .class 檔案呢？
通過在程式碼中新增：System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true") ，就能夠實現將動態代理物件的 class 檔案寫入到磁碟中。程式碼如下：
public class JdkProxyMain {
public static void main(String[] args) {
// 代理物件的 class 檔案寫入到磁碟中
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
// 標明目標 target 是 BuyServiceImpl
JdkProxy proxy = new JdkProxy(new BuyServiceImpl());
// 獲取代理物件例項
IBuyService buyItem = proxy.getProxy();
// 呼叫方法
buyItem.buyItem(12345);
}
}
在專案的根目錄下多了一個 $Proxy0.class 檔案
看一下這個檔案的內容
public final class $Proxy0 extends Proxy implements IBuyService {
private static Method m1;
private static Method m3;
private static Method m2;
private static Method m4;
private static Method m0;
public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws {
super(var1);
}
public final boolean equals(Object var1) throws {
try {
return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1});
} catch (RuntimeException | Error var3) {
throw var3;
} catch (Throwable var4) {
throw new UndeclaredThrowableException(var4);
}
}
public final void buyItem(int var1) throws {
try {
super.h.invoke(this, m3, new Object[]{var1});
} catch (RuntimeException | Error var3) {
throw var3;
} catch (Throwable var4) {
throw new UndeclaredThrowableException(var4);
}
}
public final String toString() throws {
try {
return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
public final void refund(int var1) throws {
try {
super.h.invoke(this, m4, new Object[]{var1});
} catch (RuntimeException | Error var3) {
throw var3;
} catch (Throwable var4) {
throw new UndeclaredThrowableException(var4);
}
}
public final int hashCode() throws {
try {
return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null);
} catch (RuntimeException | Error var2) {
throw var2;
} catch (Throwable var3) {
throw new UndeclaredThrowableException(var3);
}
}
static {
try {
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
m3 = Class.forName("com.example.springtest.service.IBuyService").getMethod("buyItem", Integer.TYPE);
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
m4 = Class.forName("com.example.springtest.service.IBuyService").getMethod("refund", Integer.TYPE);
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
} catch (NoSuchMethodException var2) {
throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
} catch (ClassNotFoundException var3) {
throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
}
}
}
動態代理物件 $Proxy0 繼承了 Proxy 類並且實現了 IBuyService 介面。那問題 1 的答案就出來了：動態代理物件預設繼承了 Proxy 物件，而且 Java 不支援多繼承，所以 JDK 動態代理要基於介面來實現。
$Proxy0 重寫了 IBuyService 介面的方法，還有 Object 的方法。在重寫的方法中，統一呼叫 super.h.invoke 方法。super 指的是 Proxy，h 代表 InvocationHandler，這裡就是 JdkProxy。所以這裡呼叫的是 JdkProxy 的 invoke 方法。
所以每次呼叫 buyItem 方法的時候，會先打印出 呼叫方法前執行！！！！。
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
before(args);
// 通過反射呼叫方法
Object result = method.invoke(target,args);
after(args);
return result;
}
private void after(Object result) { System.out.println("呼叫方法後執行！！！！" ); }
private void before(Object[] args) { System.out.println("呼叫方法前執行！！！！" ); }
問題 2 還沒解決呢，接著往下看
@Service
public class BuyServiceImpl implements IBuyService {
@Override
public void buyItem(int userId) {
System.out.println("小李不禿要買東西！小李不禿的id是： " + userId);
refund(100);
}
@Override
public void refund(int nums) {
System.out.println("商品過保質期了，需要退款，退款數量 ：" + nums);
}
}
上面這段程式碼中，在 buyItem 呼叫內部的 refund 方法，那這個內部呼叫方法是否走代理物件呢？看一下執行結果：
呼叫方法前執行！！！！
小李不禿要買東西！小李不禿的id是： 12345
商品過保質期了，需要退款，退款數量 ：100
呼叫方法後執行！！！！
確實是沒有走代理物件，其實我們期待的結果是下面這樣的
呼叫方法前執行！！！！
小李不禿要買東西！小李不禿的id是： 12345
呼叫方法前執行！！！！
商品過保質期了，需要退款，退款數量 ：100
呼叫方法後執行！！！！
呼叫方法後執行！！！！
那為什麼會造成這種差異呢？
因為內部呼叫 refund 方法的呼叫，相當於 this.refund（100），而這個 this 指的是 BuyServiceImpl 物件，而不是代理物件，所以refund 方法沒有得到增強。
4. 總結和延伸
-
本篇文章瞭解了 JDK 動態代理的使用，通過分析 JDK 動態代理生成物件的 class 檔案，解決了兩個問題：
- 問題1：為什麼 JDK 動態代理要基於介面實現？而不是基於繼承來實現？
- 解答：因為 JDK 動態代理生成的物件預設是繼承
Proxy，Java 不支援多繼承，所以 JDK 動態代理要基於介面來實現。 - 問題2：JDK 動態代理中，目標物件呼叫自己的另一個方法，會經過代理物件麼？
- 解答：內部呼叫方法使用的物件是目標物件本身，被呼叫的方法不會經過代理物件。
-
我們知道了 JDK 動態代理內部呼叫是不走代理物件的。那對於 @Transactional 和 @Async 等註解不起作用是不是就搞清楚為啥了？
-
因為 @Transactional 和 @Async 等註解是通過 Spring AOP 來進行實現的，如果動態代理使用的是 JDK 動態代理，那麼在方法的內部呼叫該方法中其它帶有該註解的方法，由於此時呼叫的不是動態代理物件，所以註解失效。
-
上面這些問題就是 JDK 動態代理的缺點，那 Spring 如何避免這個問題呢？就是另個一個動態代理：CGLIB 動態代理，我會在下篇文章進行分析。
5. 參考
- https://juejin.im/post/5d8a0799f265da5b7a752e7c#heading-6
- https://blog.csdn.net/varyall/article/details/102952365
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