【面试精讲】Java动态代理是如何实现的？JDK Proxy 和 CGLib 有什么区别？

Java动态代理是如何实现的？JDK Proxy 和 CGLib 有什么区别？

前言

本文深入探讨了Java动态代理的实现机制，分别介绍了使用JDK Proxy和CGLib两种不同方式来实现动态代理。

文章进一步对比了JDK Proxy与CGLib的主要区别，JDK Proxy主要依赖于java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口，它允许在运行时动态创建实现了一组接口的代理类实例，但仅限于代理那些已实现接口的类。相比之下，CGLib通过在运行时生成目标类的子类来实现代理，从而克服了JDK Proxy只能代理接口的限制。包括代理对象的类型、性能差异、使用场景以及依赖问题。尽管两者都可以实现动态代理，但选择哪一种方式取决于具体需求：如果目标对象已经实现了接口，则JDK Proxy是一个简单直接的选择；若需要代理没有实现接口的普通类，则CGLib是更合适的选择。

文中还探讨了Spring框架中动态代理的应用，Spring可以根据情况自动选择使用JDK Proxy或CGLib来实现代理，为开发者提供了更高层次的抽象和便利。同时，也简要介绍了Lombok库是如何利用代理原理来减少样板代码并提高开发效率的。

一、Java动态代理的实现

Java动态代理主要依赖于java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口来实现。其基本思想是，在运行时动态创建一个实现了一组接口的代理类的实例，然后将对该实例的所有方法调用转发给一个处理器（即实现了InvocationHandler接口的类的实例）。

Java动态代理是Java高级编程中的一项强大功能，它允许开发者在运行时创建代理实例来控制对其他对象的访问。这种技术广泛应用于AOP（面向切面编程）、RPC（远程过程调用）框架、事务管理等领域。本文旨在深入探讨Java动态代理的实现机制，并比较JDK Proxy和CGLib两种实现方式的异同。

动态代理的常用实现方式是反射。反射机制是指程序在运行期间可以访问、检测和修改其本身状态或行为的一种能力，使用反射我们可以调用任意一个类对象，以及类对象中包含的属性及方法。

动态代理可以通过 CGLib 来实现，而 CGLib 是基于 ASM（一个 Java 字节码操作框架）而非反射实现的。

简单来说，动态代理是一种行为方式，而反射或 ASM 只是它的一种实现手段而已。

1、使用JDK Proxy实现动态代理

JDK动态代理只能代理实现了接口的类。

定义接口：首先定义一个或多个接口，以及它们的实现类。
创建InvocationHandler：实现InvocationHandler接口，重写invoke方法。在这里可以插入自定义的逻辑，比如日志记录、权限检查等。
生成代理对象：通过调用Proxy.newProxyInstance方法，传入类加载器、接口数组以及InvocationHandler实例，来动态生成代理对象。

public interface Subject {
    void doSomething();
}

public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void doSomething() {
        System.out.println("Doing something...");
    }
}

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;
    
    public MyInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // Before advice
        System.out.println("Before method call");
        Object result = method.invoke(target, args);
        // After advice
        System.out.println("After method call");
        return result;
    }
}

Subject subject = (Subject) Proxy.newProxyInstance(
    RealSubject.class.getClassLoader(),
    new Class[]{Subject.class},
    new MyInvocationHandler(new RealSubject())
);

subject.doSomething();

2、使用CGLib实现动态代理

与JDK Proxy不同，CGLib能够代理未实现接口的类。它通过在运行时动态生成被代理类的子类，来拦截对父类方法的调用。

定义类：直接定义一个类，而非接口及其实现。
创建MethodInterceptor：实现MethodInterceptor接口，重写intercept方法，在该方法中添加自定义逻辑。
生成代理对象：通过使用CGLib提供的Enhancer类，设置父类和回调，从而创建代理对象。

public class RealSubject {
    public void doSomething() {
        System.out.println("Doing something...");
    }
}

Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(RealSubject.class);
enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        // Before advice
        System.out.println("Before method call");
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
        // After advice
        System.out.println("After method call");
        return result;
    }
});


RealSubject subject = (RealSubject) enhancer.create();
subject.doSomething();

二、JDK Proxy 与 CGLib 的区别

尽管JDK Proxy和CGLib都可用于实现Java动态代理，但它们之间存在一些关键差异：

代理对象类型：JDK Proxy只能代理实现了接口的类；而CGLib可以直接代理普通类。
性能：CGLib在运行时生成代理类的子类，通常认为其性能略优于JDK Proxy。但在大多数场景下，这种性能差异不大。
使用场景：如果目标对象已经实现了接口，使用JDK Proxy是一个简单直接的选择。如果需要代理没有实现接口的类，则必须使用CGLib。
依赖：JDK Proxy无需额外依赖，因为它是Java核心库的一部分；而CGLib需要添加CGLib库作为项目依赖。
JDK Proxy 是 Java 语言自带的功能，无需通过加载第三方类实现；
Java 对 JDK Proxy 提供了稳定的支持，并且会持续的升级和更新 JDK Proxy，例如 Java 8 版本中的 JDK Proxy 性能相比于之前版本提升了很多；
JDK Proxy 是通过拦截器加反射的方式实现的；
JDK Proxy 只能代理继承接口的类；
JDK Proxy 实现和调用起来比较简单；
CGLib 是第三方提供的工具，基于 ASM 实现的，性能比较高；
CGLib 无需通过接口来实现，它是通过实现子类的方式来完成调用的。

三、Spring中的动态代理

动态代理的常见使用场景有 RPC 框架的封装、AOP（面向切面编程）的实现、JDBC 的连接等。

Spring 框架中同时使用了两种动态代理 JDK Proxy 和 CGLib，当 Bean 实现了接口时，Spring 就会使用 JDK Proxy，在没有实现接口时就会使用 CGLib，我们也可以在配置中指定强制使用 CGLib，只需要在 Spring 配置中添加 <aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class=”true”/> 即可。

四、 Lombok代理原理

Lombok是一个工具类可以解决又重复的代码，如 Setter、Getter、toString、equals 和 hashCode 等等，向这种方法都可以使用 Lombok 注解来完成。需要在 IDE 中安装 Lombok 插件，如下图所示：

Lombok 的实现和反射没有任何关系，Lombok 是在编译期就为我们生成了对应的字节码其实 Lombok 是基于 Java 1.6 实现的 JSR 269: Pluggable Annotation Processing API 来实现的，也就是通过编译期自定义注解处理器来实现的，它的执行步骤如下：

从流程图中可以看出，在编译期阶段，当 Java 源码被抽象成语法树（AST）之后，Lombok 会根据自己的注解处理器动态修改 AST，增加新的代码（节点），在这一切执行之后就生成了最终的字节码（.class）文件，这就是 Lombok 的执行原理。

总结

Java动态代理是Java高级编程中的一个强大工具，它提供了一种灵活的方式来增强方法调用。通过对比JDK Proxy和CGLib，可以看出每种方法各有优势和适用场景。选择合适的动态代理实现方式，可以帮助开发者编写更加灵活和高效的代码。在实际开发中，根据具体需求选择最适合的代理方式，是提升项目质量和维护性的关键。

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博主v：XiaoMing_Java

📫作者简介：嗨，大家好，我是 小明（小明Java问道之路），互联网大厂后端研发专家，2022博客之星TOP3 / 博客专家 / CSDN后端内容合伙人、InfoQ(极客时间)签约作者、阿里云签约博主、全网 6 万粉丝博主。

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原文链接：https://blog.csdn.net/FMC_WBL/article/details/136580693