cglib之Enhancer

1. 背景

cglib库的Enhancer在Spring AOP中作为一种生成代理的方式被广泛使用。本文针对Enhancer的用法以实际代码为例作一些介绍。

2. Enhancer是啥

Enhancer是cglib中使用频率很高的一个类，它是一个字节码增强器，可以用来为无接口的类创建代理。它的功能与java自带的Proxy类挺相似的。它会根据某个给定的类创建子类，并且所有非final的方法都带有回调钩子。

2.1 Callback

那么Enhancer使用的Callback具体有哪些呢？下面介绍以下这几种Callback。在cglib中Callback是一个标记接口，Enhancer使用的回调就是cglib中Callback接口的子接口。

2.1.1 Callback-MethodInterceptor

方法拦截器。这个东西和JDK自带的InvocationHandler很类似

Object intercept(Object obj, java.lang.reflect.Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable

这其中MethodProxy proxy参数一般是用来调用原来的对应方法的。比如可以proxy.invokeSuper(obj, args)。那么为什么不能像InvocationHandler那样用method来调用呢？因为如果用method调用会再次进入拦截器。为了避免这种情况，应该使用接口方法中第四个参数methodProxy调用invokeSuper方法。

public class EnhancerTest {

    public static void main(String[] args) {

        Enhancer enhancer = new Enhancer();

        enhancer.setSuperclass(Car.class);

        enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {

            @Override

            public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy)

                    throws Throwable {

                System.out.println("before");

                Object res = methodProxy.invokeSuper(obj, args);

                System.out.println("after");

                return res;

            }

        });

        Car car = (Car) enhancer.create();

        car.print();

    }

    static class Car {

        void print() {

            System.out.println("I am a car");

        }

    }

}

上面的程序会打印：

before

I am a car

after

2.1.2 Callback-NoOp

这个回调相当简单，就是啥都不干的意思。

Callback-LazyLoader

LazyLoader是cglib用于实现懒加载的callback。当被增强bean的方法初次被调用时，会触发回调，之后每次再进行方法调用都是对LazyLoader第一次返回的bean调用。

public class EnhancerTest {

    public static void main(String[] args) {

        CarFactory factory = new CarFactory();

        System.out.println("factory built");

        System.out.println(factory.car.getName());

        System.out.println(factory.car.getName());

    }

    static class Car {

        String name;

        Car() {

        }

        String getName() {

            return name;

        }

    }

    static class CarFactory {

        Car car;

        CarFactory() {

            car = carLazyProxy();

        }

        Car carLazyProxy() {

            Enhancer enhancer = new Enhancer();

            enhancer.setSuperclass(Car.class);

            enhancer.setCallback(new LazyLoader() {

                @Override

                public Object loadObject() throws Exception {

                    System.out.println("prepare loading");

                    Car car = new Car();

                    car.name = "this is a car";

                    System.out.println("after loading");

                    return car;

                }

            });

            return ((Car) enhancer.create());

        }

    }

}

上面的程序打印情况如下：

factory built

prepare loading

after loading

this is a car

this is a car

2.1.3 Callback-Dispatcher

Dispatcher和LazyLoader作用很相似，区别是用Dispatcher的话每次对增强bean进行方法调用都会触发回调。

public class EnhancerTest {

    public static void main(String[] args) {

        CarFactory factory = new CarFactory();

        System.out.println("factory built");

        System.out.println(factory.car.getName());

        System.out.println(factory.car.getName());

    }

    static class Car {

        String name;

        Car() {

        }

        String getName() {

            return name;

        }

    }

    static class CarFactory {

        Car car;

        CarFactory() {

            car = carLazyProxy();

        }

        Car carLazyProxy() {

            Enhancer enhancer = new Enhancer();

            enhancer.setSuperclass(Car.class);

            enhancer.setCallback(new Dispatcher() {

                @Override

                public Object loadObject() throws Exception {

                    System.out.println("prepare loading");

                    Car car = new Car();

                    car.name = "this is a car";

                    System.out.println("after loading");

                    return car;

                }

            });

            return ((Car) enhancer.create());

        }

    }

}

程序会打印：

factory built

prepare loading

after loading

this is a car

prepare loading

after loading

this is a car

2.1.4 Callback-InvocationHandler

cglib的InvocationHandler和JDK自带的InvocationHandler作用基本相同。使用的时候要注意，如果对参数中的method再次调用，会重复进入InvocationHandler。

public class EnhancerTest {

    public static void main(String[] args) {

        Enhancer enhancer = new Enhancer();

        enhancer.setSuperclass(Car.class);

        enhancer.setCallback(new InvocationHandler() {

            @Override

            public Object invoke(Object obj, Method method, Object[] args) throws Throwable {

                if (method.getReturnType() == void.class) {

                    System.out.println("hack");

                }

                return null;

            }

        });

        Car car = (Car) enhancer.create();

        car.print();

    }

    static class Car {

        void print() {

            System.out.println("I am a car");

        }

    }

}

上面的程序会打印：

hack

2.1.5 Callback-FixedValue

FixedValue一般用于替换方法的返回值为回调方法的返回值，但必须保证返回类型是兼容的，否则会出转换异常。

public class EnhancerTest {

    public static void main(String[] args) {

        Enhancer enhancer = new Enhancer();

        enhancer.setSuperclass(Car.class);

        enhancer.setCallback(new FixedValue() {

            @Override

            public Object loadObject() throws Exception {

                return "hack!";

            }

        });

        Car car = (Car) enhancer.create();

        System.out.println(car.print1());

        System.out.println(car.print2());

    }

    static class Car {

        String print1() {

            return "car1";

        }

        String print2() {

            return "car2";

        }

    }

}

上面的代码会打印：

hack!

hack!

2.2 CallbackFilter

上面已经介绍了Enhancer的几种常见callback，这里再介绍一下CallbackFilter。

上面都是为增强bean配置了一种代理callback，但是当需要作一些定制化的时候，CallbackFilter就派上用处了。

当通过设置CallbackFilter增强bean之后，bean中原方法都会根据设置的filter与一个特定的callback映射。我们通常会使用cglib中CallbackFilter的默认实现CallbackHelper，它的getCallbacks方法可以返回生成的callback数组。

下面是CallbackFilter的demo程序。

public class EnhancerTest {

    public static void main(String[] args) {

        Enhancer enhancer = new Enhancer();

        enhancer.setSuperclass(Car.class);

        CallbackHelper helper = new CallbackHelper(Car.class,new Class[0]) {

            @Override

            protected Object getCallback(Method method) {

                if (method.getReturnType() == void.class) {

                    return new MethodInterceptor() {

                        @Override

                        public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy)

                                throws Throwable {

                            System.out.println("before invocation");

                            Object res = methodProxy.invokeSuper(obj, args);

                            System.out.println("after invocation");

                            return res;

                        }

                    };

                } else if (method.getReturnType() == String.class) {

                    return new FixedValue() {

                        @Override

                        public Object loadObject() throws Exception {

                            return "a hacked car";

                        }

                    };

                } else return NoOp.INSTANCE;

            }

        };

        enhancer.setCallbacks(helper.getCallbacks());

        enhancer.setCallbackFilter(helper);

        Car car = (Car) enhancer.create();

        car.print();

        System.out.println(car.getId());

        System.out.println(car.getName());

    }

    static class Car {

        static int index = 0;

        int id;

        Car() {

            id = index++;

        }

        String getName() {

            return "car";

        }

        int getId() {

            return id;

        }

        void print() {

            System.out.println("I am a car");

        }

    }

}

程序将打印：

before invocation

I am a car

after invocation

0

a hacked car

我们可以看看CallbackHelper的源码在做什么事情：

public CallbackHelper(Class superclass, Class[] interfaces)

{

    List methods = new ArrayList();

    Enhancer.getMethods(superclass, interfaces, methods);

    Map indexes = new HashMap();

    for (int i = 0, size = methods.size(); i < size; i++) {

        Method method = (Method)methods.get(i);

        // getCallback就是我们编写的根据method返回callback的策略方法。

        Object callback = getCallback(method);

        if (callback == null)

            throw new IllegalStateException("getCallback cannot return null");

        boolean isCallback = callback instanceof Callback;

        if (!(isCallback || (callback instanceof Class)))

            throw new IllegalStateException("getCallback must return a Callback or a Class");

        if (i > 0 && ((callbacks.get(i - 1) instanceof Callback) ^ isCallback))

            throw new IllegalStateException("getCallback must return a Callback or a Class consistently for every Method");

        // 从callback与编号的map中获取编号。

        Integer index = (Integer)indexes.get(callback);

        // 如果map中没有对应callback,则插入到map中。

        if (index == null) {

            index = new Integer(callbacks.size());

            indexes.put(callback, index);

        }

        // 维护bean的method与callback编号的映射。

        methodMap.put(method, index);

        // 维护callback列表。

        callbacks.add(callback);

    }

}

可以看到在CallbackHelper源码中也是维护了一个methodMap用于保存method和callback编号的映射，一个callbacks用于保存callback集合（方便getCallbacks方法导出）。

3. 参考

CGLib: The Missing Manual