动态代理概述

什么是代理

代理模式(Proxy pattern): 为另一个对象提供一个替身或占位符以控制对这个对象的访问

什么是动态代理？

动态代理就是，在程序运行期，创建目标对象的代理对象，并对目标对象中的方法进行功能性增强的一种技术。

在生成代理对象的过程中，目标对象不变，代理对象中的方法是目标对象方法的增强方法。可以理解为运行期间，对象中方法的动态拦截，在拦截方法的前后执行功能操作。

代理的创建

创建代理的方法是postProcessAfterInitialization：如果bean被子类标识为代理，则使用配置的拦截器创建一个代理

wrapIfNecessary方法主要用于判断是否需要创建代理，如果Bean能够获取到advisor才需要创建代理

获取所有的Advisor

我们看下获取所有advisor的方法getAdvicesAndAdvisorsForBean

通过findEligibleAdvisors方法获取advisor， 如果获取不到返回DO_NOT_PROXY（不需要创建代理），findEligibleAdvisors方法如下

获取所有切面类的切面方法生成Advisor

找到这些Advisor中能够应用于beanClass的Advisor

创建代理的入口方法

获取所有advisor后，如果有advisor，则说明需要增强，即需要创建代理，创建代理的方法如下：

proxyFactory.getProxy(classLoader)

依据条件创建代理(jdk或cglib)

DefaultAopProxyFactory.createAopProxy

小结

  • config.isOptimize() 是通过optimize设置，表示配置是自定义的，默认是false；

  • config.isProxyTargetClass()是通过<aop:config proxy-target-class="true" /> 来配置的，表示优先使用cglib代理，默认是false；

  • hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config) 表示是否目标类实现了接口

由此可以知道：

Spring默认在目标类实现接口时是通过JDK代理实现的，只有非接口的是通过Cglib代理实现的。当设置proxy-target-class为true时在目标类不是接口或者代理类时优先使用cglib代理实现。

JDK代理

JDK动态代理是有JDK提供的工具类Proxy实现的，动态代理类是在运行时生成指定接口的代理类，每个代理实例（实现需要代理的接口）都有一个关联的调用处理程序对象，此对象实现了InvocationHandler，最终的业务逻辑是在InvocationHandler实现类的invoke方法上。

JDK代理的流程如下：

JDK代理自动生成的class是由sun.misc.ProxyGenerator来生成的。

ProxyGenerator生成代码

我们看下sun.misc.ProxyGenerator生成代码的逻辑：

generateClassFile方法如下：

一共三个步骤（把大象装进冰箱分几步？）：

  • 第一步：（把冰箱门打开）准备工作，将所有方法包装成ProxyMethod对象，包括Object类中hashCode、equals、toString方法，以及被代理的接口中的方法

  • 第二步：（把大象装进去）为代理类组装字段，构造函数，方法，static初始化块等

  • 第三步：（把冰箱门带上）写入class文件

从生成的Proxy代码看执行流程

从上述sun.misc.ProxyGenerator类中可以看到，这个类里面有一个配置参数sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles，可以通过这个参数将生成的Proxy类保存在本地，比如设置为true 执行后，生成的文件如下： 我们看下生成后的代码：

上述代码是比较容易理解的，我就不画图了。

主要流程是：

  • ProxyGenerator创建Proxy的具体类$Proxy0

  • 由static初始化块初始化接口方法：2个IUserService接口中的方法，3个Object中的接口方法

  • 由构造函数注入InvocationHandler

  • 执行的时候，通过ProxyGenerator创建的Proxy，调用InvocationHandler的invoke方法，执行我们自定义的invoke方法

SpringAOP中JDK代理的实现

SpringAOP扮演的是JDK代理的创建和调用两个角色，我们通过这两个方向来看下SpringAOP的代码（JdkDynamicAopProxy类）

SpringAOP Jdk代理的创建

代理的创建比较简单，调用getProxy方法，然后直接调用JDK中Proxy.newProxyInstance()方法将classloader和被代理的接口方法传入即可。

SpringAOP Jdk代理的执行

执行的方法如下：

CGLIB代理

代理的流程

  • 在上图中，我们可以通过在Enhancer中配置更多的参数来控制代理的行为，比如如果只希望增强这个类中的一个方法（而不是所有方法），那就增加callbackFilter来对目标类中方法进行过滤；Enhancer可以有更多的参数类配置其行为，不过我们在学习上述主要的流程就够了。

  • final方法为什么不能被代理？很显然final方法没法被子类覆盖，当然不能代理了。

  • Mockito为什么不能mock静态方法？因为mockito也是基于cglib动态代理来实现的，static方法也不能被子类覆盖，所以显然不能mock。但PowerMock可以mock静态方法，因为它直接在bytecode上工作。

SpringAOP中Cglib代理的实现

SpringAOP封装了cglib，通过其进行动态代理的创建。

我们看下CglibAopProxy的getProxy方法

获取callback的方法如下，提几个理解的要点吧，具体读者在学习的时候建议把我的例子跑一下，然后打一个断点进行理解。

  • rootClass: 即目标代理类

  • advised: 包含上文中我们获取到的advisor增强器的集合

  • exposeProxy: 在xml配置文件中配置的，背景就是如果在事务A中使用了代理，事务A调用了目标类的的方法a，在方法a中又调用目标类的方法b，方法a，b同时都是要被增强的方法，如果不配置exposeProxy属性，方法b的增强将会失效，如果配置exposeProxy，方法b在方法a的执行中也会被增强了

  • DynamicAdvisedInterceptor: 拦截器将advised(包含上文中我们获取到的advisor增强器)构建配置的AOP的callback（第一个callback)

  • targetInterceptor: xml配置的optimize属性使用的（第二个callback)

  • 最后连同其它5个默认的Interceptor 返回作为cglib的拦截器链，之后通过CallbackFilter的accpet方法返回的索引从这个集合中返回对应的拦截增强器执行增强操作。

可以结合调试，方便理解

AOP在嵌套方法调用时不生效

在一个实现类中，有2个方法，方法A，方法B，其中方法B上面有个注解切面，当方法B被外部调用的时候，会进入切面方法。 但当方法B是被方法A调用时，并不能从方法B的注解上，进入到切面方法，即我们经常碰到的方法嵌套时，AOP注解不生效的问题。

案例

外部调用AOP方法正常进入

通过外部，调用方法B，可以正常进入切面方法，这个场景的代码如下：

  • 注解类：

  • 切面类

  • 接口类

  • 服务实现类

  • 测试方法

输出结果：

方法嵌套调用，AOP不生效

上面的代码，做下修改。在DemoServiceImpl实现类中，通过方法A去调用方法B，然后在单元测试类中，调用方法A。代码修改后如下：

  • 服务实现类：

  • 输出结果：

原因分析

场景1中，通过外部调用方法B，是由于spring在启动时，根据切面类及注解，生成了DemoService的代理类，在调用方法B时，实际上是代理类先对目标方法进行了业务增强处理（执行切面类中的业务逻辑），然后再调用方法B本身。所以场景1可以正常进入切面方法；

场景2中，通过外部调用的是方法A，虽然spring也会创建一个cglib的代理类去调用方法A，但当方法A调用方法B的时候，属于类里面的内部调用，使用的是实例对象本身去去调用方法B，非aop的cglib代理对象调用，方法B自然就不会进入到切面方法了。

解决方案

但实际上我们期望的是，方法A在调用方法B的时候，仍然能够进入切面方法，即需要AOP切面生效。这种情况下，在调用方法B的时候，需要使用AopContext.currentProxy()获取当前的代理对象，然后使用代理对象调用方法B。

注：需要开启 exposeProxy=true 的配置，springboot项目中，可以在启动类上面，添加 @EnableAspectJAutoProxy(exposeProxy = true)注解。