SpringBoot中5种动态代理的实现方案

狄福

动态代理允许我们在不修改源代码的情况下，为对象增加额外的行为。在SpringBoot应用中，动态代理被广泛用于实现事务管理、缓存、安全控制、日志记录等横切关注点。

1. JDK动态代理：Java原生的代理方案

实现原理

JDK动态代理是Java标准库提供的代理机制，基于

1. java.lang.reflect.Proxy

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类和

1. InvocationHandler

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接口实现。它通过反射在运行时动态创建接口的代理实例。

核心代码示例

1. public class JdkDynamicProxyDemo {
2. interface UserService {
3. void save(User user);
4. User find(Long id);
5. }
7. // 实现类
8. static class UserServiceImpl implements UserService {
9. @Override
10. public void save(User user) {
11. System.out.println("保存用户: " + user.getName());
12. }
14. @Override
15. public User find(Long id) {
16. System.out.println("查找用户ID: " + id);
17. return new User(id, "用户" + id);
18. }
19. }
21. // 调用处理器
22. static class LoggingInvocationHandler implements InvocationHandler {
23. private final Object target;
25. public LoggingInvocationHandler(Object target) {
26. this.target = target;
27. }
29. @Override
30. public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
31. System.out.println("Before: " + method.getName());
32. long startTime = System.currentTimeMillis();
34. Object result = method.invoke(target, args);
36. long endTime = System.currentTimeMillis();
37. System.out.println("After: " + method.getName() + ", 耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
39. return result;
40. }
41. }
43. public static void main(String[] args) {
44. // 创建目标对象
45. UserService userService = new UserServiceImpl();
47. // 创建代理对象
48. UserService proxy = (UserService) Proxy.newProxyInstance(
49. userService.getClass().getClassLoader(),
50. userService.getClass().getInterfaces(),
51. new LoggingInvocationHandler(userService)
52. );
54. // 调用代理方法
55. proxy.save(new User(1L, "张三"));
56. User user = proxy.find(2L);
57. }
58. }

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优点

• JDK标准库自带：无需引入额外依赖，减少了项目体积
• 生成代码简单：代理逻辑集中在InvocationHandler中，易于理解和维护
• 性能相对稳定：在JDK 8后的版本中，性能有明显提升

局限性

• 只能代理接口：被代理类必须实现接口，无法代理类
• 反射调用开销：每次方法调用都需通过反射机制，有一定性能损耗
• 无法拦截final方法：无法代理被final修饰的方法

Spring中的应用

在Spring中，当Bean实现了接口时，默认使用JDK动态代理。这可以通过配置修改：

1. @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = false) // 默认值为false，表示优先使用JDK动态代理

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2. CGLIB代理：基于字节码的强大代理

实现原理

CGLIB(Code Generation Library)是一个强大的高性能字节码生成库，它通过继承被代理类生成子类的方式实现代理。Spring从3.2版本开始将CGLIB直接集成到框架中。

核心代码示例

1. public class CglibProxyDemo {
2. // 不需要实现接口的类
3. static class UserService {
4. public void save(User user) {
5. System.out.println("保存用户: " + user.getName());
6. }
8. public User find(Long id) {
9. System.out.println("查找用户ID: " + id);
10. return new User(id, "用户" + id);
11. }
12. }
14. // CGLIB方法拦截器
15. static class LoggingMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
16. @Override
17. public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
18. System.out.println("Before: " + method.getName());
19. long startTime = System.currentTimeMillis();
21. // 调用原始方法
22. Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
24. long endTime = System.currentTimeMillis();
25. System.out.println("After: " + method.getName() + ", 耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
27. return result;
28. }
29. }
31. public static void main(String[] args) {
32. // 创建CGLIB代理
33. Enhancer enhancer = new Enhancer();
34. enhancer.setSuperclass(UserService.class);
35. enhancer.setCallback(new LoggingMethodInterceptor());
37. // 创建代理对象
38. UserService proxy = (UserService) enhancer.create();
40. // 调用代理方法
41. proxy.save(new User(1L, "张三"));
42. User user = proxy.find(2L);
43. }
44. }

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优点

• 可以代理类：不要求目标类实现接口，应用场景更广泛
• 性能较高：通过生成字节码而非反射调用，方法调用性能优于JDK代理
• 功能丰富：支持多种回调类型，如LazyLoader、Dispatcher等
• 集成到Spring：Spring框架已内置CGLIB，无需额外依赖

局限性

• 无法代理final类和方法：由于使用继承机制，无法代理final修饰的类或方法
• 构造函数调用：在生成代理对象时会调用目标类的构造函数，可能导致意外行为
• 复杂性增加：生成的字节码复杂度高，调试困难
• 对Java版本敏感：在不同Java版本间可能存在兼容性问题

Spring中的应用

在Spring中，当Bean没有实现接口或配置了

1. proxyTargetClass=true

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时，使用CGLIB代理：

1. @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true) // 强制使用CGLIB代理

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3. ByteBuddy：现代化的字节码操作库

实现原理

ByteBuddy是一个相对较新的字节码生成和操作库，设计更加现代化，API更加友好。它可以创建和修改Java类，而无需理解底层的JVM指令集。

核心代码示例

1. public class ByteBuddyProxyDemo {
2. interface UserService {
3. void save(User user);
4. User find(Long id);
5. }
7. static class UserServiceImpl implements UserService {
8. @Override
9. public void save(User user) {
10. System.out.println("保存用户: " + user.getName());
11. }
13. @Override
14. public User find(Long id) {
15. System.out.println("查找用户ID: " + id);
16. return new User(id, "用户" + id);
17. }
18. }
20. static class LoggingInterceptor {
21. @RuntimeType
22. public static Object intercept(@Origin Method method, @SuperCall Callable<?> callable,
23. @AllArguments Object[] args) throws Exception {
24. System.out.println("Before: " + method.getName());
25. long startTime = System.currentTimeMillis();
27. Object result = callable.call();
29. long endTime = System.currentTimeMillis();
30. System.out.println("After: " + method.getName() + ", 耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
32. return result;
33. }
34. }
36. public static void main(String[] args) throws Exception {
37. UserService userService = new UserServiceImpl();
39. // 创建ByteBuddy代理
40. UserService proxy = new ByteBuddy()
41. .subclass(UserServiceImpl.class)
42. .method(ElementMatchers.any())
43. .intercept(MethodDelegation.to(new LoggingInterceptor()))
44. .make()
45. .load(UserServiceImpl.class.getClassLoader())
46. .getLoaded()
47. .getDeclaredConstructor()
48. .newInstance();
50. // 调用代理方法
51. proxy.save(new User(1L, "张三"));
52. User user = proxy.find(2L);
53. }
54. }

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优点

• 流畅的API：提供链式编程风格，代码更加可读
• 性能卓越：在多项基准测试中，性能优于CGLIB和JDK代理
• 类型安全：API设计更注重类型安全，减少运行时错误
• 支持Java新特性：对Java 9+模块系统等新特性有更好的支持
• 功能丰富：支持方法重定向、字段访问、构造函数拦截等多种场景

局限性

• 额外依赖：需要引入额外的依赖库
• 学习曲线：API虽然流畅，但概念较多，有一定学习成本
• 在Spring中集成度不高：需要自定义配置才能在Spring中替代默认代理机制

Spring中的应用

ByteBuddy虽然不是Spring默认的代理实现，但可以通过自定义

1. ProxyFactory

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来集成：

1. @Configuration
2. public class ByteBuddyProxyConfig {
3. @Bean
4. public AopConfigurer byteBuddyAopConfigurer() {
5. return new AopConfigurer() {
6. @Override
7. public void configureProxyCreator(Object bean, String beanName) {
8. // 配置ByteBuddy作为代理创建器
9. // 实现细节略
10. }
11. };
12. }
13. }

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4. Javassist：更易用的字节码编辑库

实现原理

Javassist是一个开源的Java字节码操作库，提供了两个层次的API：源代码级别和字节码级别。它允许开发者用简单的Java语法直接编辑字节码，无需深入了解JVM规范。

核心代码示例

1. public class JavassistProxyDemo {
2. interface UserService {
3. void save(User user);
4. User find(Long id);
5. }
7. static class UserServiceImpl implements UserService {
8. @Override
9. public void save(User user) {
10. System.out.println("保存用户: " + user.getName());
11. }
13. @Override
14. public User find(Long id) {
15. System.out.println("查找用户ID: " + id);
16. return new User(id, "用户" + id);
17. }
18. }
20. public static void main(String[] args) throws Exception {
21. ProxyFactory factory = new ProxyFactory();
23. // 设置代理接口
24. factory.setInterfaces(new Class[] { UserService.class });
26. // 创建方法过滤器
27. MethodHandler handler = new MethodHandler() {
28. private UserService target = new UserServiceImpl();
30. @Override
31. public Object invoke(Object self, Method method, Method proceed, Object[] args) throws Throwable {
32. System.out.println("Before: " + method.getName());
33. long startTime = System.currentTimeMillis();
35. Object result = method.invoke(target, args);
37. long endTime = System.currentTimeMillis();
38. System.out.println("After: " + method.getName() + ", 耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
40. return result;
41. }
42. };
44. // 创建代理对象
45. UserService proxy = (UserService) factory.create(new Class<?>[0], new Object[0], handler);
47. // 调用代理方法
48. proxy.save(new User(1L, "张三"));
49. User user = proxy.find(2L);
50. }
51. }

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优点

• 源代码级API：可以不懂字节码指令集，以Java代码形式操作字节码
• 轻量级库：相比其他字节码库体积较小
• 功能全面：支持创建类、修改类、动态编译Java源代码等
• 性能良好：生成的代理代码性能接近CGLIB
• 长期维护：库历史悠久，稳定可靠

局限性

• API不够直观：部分API设计较为古老，使用不如ByteBuddy流畅
• 文档不足：相比其他库，文档和示例较少
• 内存消耗：在操作大量类时可能消耗较多内存

Spring中的应用

Javassist不是Spring默认的代理实现，但一些基于Spring的框架使用它实现动态代理，如Hibernate：

1. // 自定义Javassist代理工厂示例
2. public class JavassistProxyFactory implements ProxyFactory {
3. @Override
4. public Object createProxy(Object target, Interceptor interceptor) {
5. // Javassist代理实现
6. // ...
7. }
8. }

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5. AspectJ：完整的AOP解决方案

实现原理

AspectJ是一个完整的AOP框架，与前面的动态代理方案不同，它提供两种方式：

• 编译时织入：在编译源代码时直接修改字节码
• 加载时织入：在类加载到JVM时修改字节码

AspectJ拥有专门的切面语言，功能比Spring AOP更强大。

核心代码示例

AspectJ切面定义：

1. @Aspect
2. public class LoggingAspect {
3. @Before("execution(* com.example.service.UserService.*(..))")
4. public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {
5. System.out.println("Before: " + joinPoint.getSignature().getName());
6. }
8. @Around("execution(* com.example.service.UserService.*(..))")
9. public Object logAround(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
10. System.out.println("Before: " + joinPoint.getSignature().getName());
11. long startTime = System.currentTimeMillis();
13. Object result = joinPoint.proceed();
15. long endTime = System.currentTimeMillis();
16. System.out.println("After: " + joinPoint.getSignature().getName() +
17. ", 耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
19. return result;
20. }
21. }

复制代码

Spring配置AspectJ：

1. @Configuration
2. @EnableAspectJAutoProxy
3. public class AspectJConfig {
4. @Bean
5. public LoggingAspect loggingAspect() {
6. return new LoggingAspect();
7. }
8. }

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编译时织入配置(maven)：

1. <plugin>
2. <groupId>org.codehaus.mojo</groupId>
3. <artifactId>aspectj-maven-plugin</artifactId>
4. <version>1.14.0</version>
5. <configuration>
6. <complianceLevel>11</complianceLevel>
7. <source>11</source>
8. <target>11</target>
9. <aspectLibraries>
10. <aspectLibrary>
11. <groupId>org.springframework</groupId>
12. <artifactId>spring-aspects</artifactId>
13. </aspectLibrary>
14. </aspectLibraries>
15. </configuration>
16. <executions>
17. <execution>
18. <goals>
19. <goal>compile</goal>
20. </goals>
21. </execution>
22. </executions>
23. </plugin>

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优点

• 功能最全面：支持几乎所有AOP场景，包括构造函数、字段访问、异常等
• 性能最优：编译时织入无运行时开销，性能接近原生代码
• 完整语言支持：有专门的切面语言和语法，表达能力强
• 更灵活的切入点：可以对接口、实现类、构造函数、字段等定义切面

局限性

• 复杂度高：学习曲线陡峭，需要掌握AspectJ语法
• 构建过程改变：需要特殊的编译器或类加载器
• 调试难度增加：修改后的字节码可能难以调试

Spring中的应用

Spring可以通过以下方式使用AspectJ：

proxy-target-class模式：使用Spring AOP但CGLIB生成的代理

1. @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true)

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LTW(Load-Time Weaving)模式：在类加载时织入

1. @EnableLoadTimeWeaving

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编译时织入：需要配置AspectJ编译器

使用场景对比与选择建议

代理实现	最适用场景	不适用场景
JDK动态代理	基于接口的简单代理，轻量级应用	没有实现接口的类，性能敏感场景
CGLIB	没有实现接口的类，需要兼顾性能和便捷性	final类/方法，高安全性环境
ByteBuddy	现代化项目，关注性能优化，复杂代理逻辑	追求最小依赖的简单项目
Javassist	需要动态生成/修改类的复杂场景	API设计敏感项目，初学者
AspectJ	企业级应用，性能关键型场景，复杂AOP需求	简单项目，快速原型，学习成本敏感

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