简述

Java中的CGLIB是指Code Generation Library，是一个强大的第三方代码生成库，可以用于在运行时扩展Java类和实现接口。

CGLIB允许Java程序员在运行时动态生成字节码和类，而不需要手动编写Java代码。这种技术通常被称为“代码生成”，它通过底层ASM（Java字节码工具）库创建字节码来动态生成类。CGLIB常常用于AOP（面向切面编程）框架中。

本文介绍了CGLIB技术的基础知识、核心原理、使用场景以及实际应用案例。本文适合已经掌握Java编程语言、熟悉面向对象编程思想和熟悉Spring框架的开发者。

 

CGLIB的基本概念和工作原理

CGLIB的基本概念

CGLIB是一个用于动态生成字节码的代码库，可以生成一个已有类的子类，并覆盖其中的一些方法，其中对于被代理对象的方法可以指定不同的切面，完成前向切面编程。CGLIB可以拦截类方法的调用，作出相应的响应，比如在方法前后打印日志，性能监测，安全性检查等。

CGLIB的工作原理

CGLIB核心的工作原理是在内存中动态构建字节码并将其转换为Java对象。这个过程通常涉及到两个步骤：创建Enhancer对象和创建MethodInterceptor对象。

为了说明CGLIB的工作原理，我们来看一个例子。假设我们要创建一个代理对象，代表UserService类，其中包含一个名为getUser的方法。在创建代理对象时，我们可以使用CGLIB的Enhancer类，该类允许我们动态生成字节码以及代理对象。

首先，我们需要创建一个Enhancer对象，Enhancer类是CGLIB的主要入口点，它提供了一种方式来创建被代理的对象。

UserServiceImpl userServiceImpl = new UserServiceImpl();
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(userServiceImpl.getClass());

由于CGLIB是一个字节码生成库，我们需要为Enhancer类指定一个父类。在这个例子中，我们将UserService实现类作为父类，这意味着在创建代理对象时，CGLIB将通过生成UserService的子类来实现代理。
接着，我们需要为生成的子类指定处理策略，即MethodInterceptor实例。这是通过调用setCallback()方法实现的。MethodInterceptor是CGLIB的一个接口，它允许我们在代理对象的方法调用前后进行某些处理，例如打印日志、性能监测等。

MethodInterceptorImpl methodInterceptorImpl = new MethodInterceptorImpl();
enhancer.setCallback(methodInterceptorImpl);

在这个例子中，我们将MethodInterceptorImpl对象指定为Enhancer的回调对象。这意味着每当代理对象调用一个方法时，MethodInterceptorImpl对象都会被调用。在这个实例中，我们在代理对象执行方法的前后打印了日志。

最后，我们可以调用create()方法生成代理对象：

UserServiceImpl userServiceProxy = (UserServiceImpl) enhancer.create();

这样，UserService类的代理对象就创建成功了。在使用代理对象调用方法时，MethodInterceptorImpl对象就会被调用，打印出相应的日志。

 

使用CGLIB实现代理

在Java中，有两种代理方式：JDK动态代理和CGLIB代理。JDK动态代理是Java标准库的一部分，它只能为实现接口的类生成代理对象，而CGLIB代理则可以为任何类生成代理对象，而且不需要类实现接口。

CGLIB代理中的MethodInterceptor接口

在CGLIB代理中，核心接口是MethodInterceptor。它有点像JDK动态代理的InvocationHandler接口。MethodInterceptor实现类必须实现intercept()方法，每当代理对象调用它所代理的方法时，CGLIB都会通过调用MethodInterceptor接口的intercept()方法来处理代理请求。

下面我们通过案例代码，来进一步了解MethodInterceptor接口的使用。

步骤1、定义一个User类

public class User {
    private String name;
    private String password;

    public User() {
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getPassword() {
        return password;
    }

    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }
}

步骤2、定义一个UserDao类

public class UserDao {
    public void save(User user) {
        System.out.println("保存用户信息");
    }
}

步骤3、定义一个MethodInterceptor的实现类，用于在方法调用前和方法调用后打印日志

public class UserDaoInterceptor implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("调用方法前");
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
        System.out.println("调用方法后");
        return result;
    }
}

这个实现类会在调用save()方法前和调用save()方法后打印日志。

步骤4、创建代理对象

public static void main(String[] args) {
    Enhancer enhancer = new Enhancer();
    enhancer.setSuperclass(UserDao.class);
    UserDaoInterceptor userDaoInterceptor = new UserDaoInterceptor();
    enhancer.setCallback(userDaoInterceptor);
    UserDao dao = (UserDao) enhancer.create();
    dao.save(new User());
}

在这个例子中，我们先创建一个Enhancer对象，然后将它的父类设置为UserDao类。接着，我们创建了一个UserDaoInterceptor对象，并将它指定为Enhancer的回调对象。这表明我们想要在代理对象上调用save()方法时执行UserDaoInterceptor的intercept()方法。最后，我们调用Enhancer的create()方法，生成代理对象并调用它的save()方法。

实际上，Enhancer类的setCallback()方法允许我们指定多个MethodInterceptor对象，每当代理对象调用方法时，这些MethodInterceptor对象将按照指定的顺序被调用。

 

CGLIB代理的使用场景

CGLIB代理常常用于AOP（面向切面编程）模式的实现。AOP使用CGLIB动态代理可以轻松地为方法添加拦截器，从而实现各种各样的功能，例如日志记录、事务管理、异常处理、数据校验等。

CGLIB代理的使用场景：

1. 控制事务
2. 缓存结果
3. 添加日志和安全性检查
4. 做性能监测
5. 创建动态代理

鉴于CGLIB代理的高效性，当我们需要代理的目标对象没有实现特定的接口或必须为final类时，CGLIB是更好的选择。CGLIB还可用于测试框架或大数据流处理。实际上，CGLIB是很多开源Java项目的重要组成部分，例如Hibenate，Spring等。

控制事务

在 Java 以及其他编程语言中，事务的控制是非常重要的。在一个复杂的应用程序中，经常使用多个方法来完成一个单一的任务，如果在这些方法之间没有适当的事务控制，则可能导致数据表的不一致性。CGLIB代理可以用于以编程方式控制事务，从而确保数据一致性。

缓存结果

当某个操作的结果可能被再次使用时，为了不要重复执行相同的操作，可以缓存操作结果。在某些复杂的应用程序中，使用动态代理可以更方便地实现结果的缓存，此时也可以使用CGLIB代理。

添加日志和安全性检查

在生产环境中，必须确保应用程序的安全性和安全性。在CGLIB代理设计中，常常使用MethodInterceptor实现类来实现日志记录和安全性检查。

做性能监测

使用CGLIB代理来监测性能可以帮助确定代码是否可以优化。可以在代理上加入切入点，并记录每个方法被调用所需的时间，然后对记录进行分析。

创建动态代理

在某些情况下，JDK代理不起作用，例如对于final类或非接口类。在这种情况下，可以使用CGLIB代理来创建动态代理对象。

 

CGLIB实际应用案例

CGLIB在实际开发中有许多应用场景，以下列举几个我们在开发过程中比较常用的场景。

1. 事务控制
2. 日志记录
3. 缓存数据

事务控制

public class LoggingInterceptor implements MethodInterceptor {
    private Logger logger;

    public LoggingInterceptor(Class clazz) {
        logger = Logger.getLogger(clazz);
    }

    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        logger.info("entering " + method.getName() + " with args " + Arrays.asList(args));
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
        logger.info("exiting " + method.getName() + " with result " + result);
        return result;
    }
}

在这个例子中，我们创建了一个LoggingInterceptor实例，并将它指定为Enhancer实例的回调对象。LoggingInterceptor类实现了MethodInterceptor接口，并在intercept()方法中实现日志记录。

缓存数据

public class CachingInterceptor implements MethodInterceptor {
    private Map<Object, Object> cache = new HashMap<Object, Object>();

    @
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        Object result = cache.get(args);
        if (result == null) {
            result = proxy.invokeSuper(obj, args);
            cache.put(args, result);
        }
        return result;
    }
}

在这个例子中，我们创建了一个CachingInterceptor实例，并将它指定为Enhancer实例的回调对象。CachingInterceptor类实现了MethodInterceptor接口，并在intercept()方法中实现数据缓存机制。当一个方法被调用时，CachingInterceptor首先检查是否有缓存的结果。如果有缓存的结果，则直接将它返回；否则，它会调用被代理对象的方法，并将方法的结果存储在缓存中。这种机制可以大大提高实际的应用程序性能。