Spring代理与动态代理

lqstyle2025-03-22 10:44

Spring代理机制：BeanPostProcessor的"魔法"是如何炼成的？

Spring的代理机制就像一个"魔术师"，它能让普通的Bean突然拥有超能力（比如自动加事务、日志等）。但它的"魔术道具"其实是两个核心扩展点：BeanPostProcessor 和BeanFactoryPostProcessor。今天我们就用"厨房做菜"的比喻，彻底搞懂它们是如何配合实现代理的！

1. Spring代理的本质：给Bean"套壳"

想象你有一个普通的土豆（Bean），但你想让它变成薯条（增强后的Bean）。Spring的代理机制就像给土豆"裹面粉"------套一层壳（代理对象），让土豆变成薯条。这个"裹面粉"的过程，就是动态代理！

Spring支持两种"裹面粉"方式：

  • JDK动态代理：要求土豆必须实现接口（比如土豆必须声明自己是"可炸的"）。
  • CGLIB代理：直接给土豆套壳，不要求接口。

1.1 JDK动态代理：只认接口的"强迫症患者"

场景：

假设你有一个UserService接口和它的实现类，你想给它的方法加日志。

代码示例：

typescript 复制代码 
// 1. 接口（必须！）
public interface UserService {
    void addUser();
}

// 2. 实现类
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void addUser() {
        System.out.println("添加用户");
    }
}

// 3. 调用处理器（InvocationHandler）
public class LogInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private final Object target; // 被代理的对象

    public LogInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("== JDK代理：方法执行前 ==");
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("== JDK代理：方法执行后 ==");
        return result;
    }
}

// 4. 生成代理对象
public class JdkProxyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        UserService target = new UserServiceImpl();
        UserService proxy = (UserService) Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(), // 必须要有接口！
                new LogInvocationHandler(target)
        );
        proxy.addUser();
    }
}

运行结果：

复制代码 
== JDK代理：方法执行前 ==
添加用户
== JDK代理：方法执行后 ==

1.2. CGLIB动态代理：不挑食的"万能套壳王"

场景：

假设你有一个没有实现接口的OrderService类，你想直接给它加日志。

代码示例：

typescript 复制代码 
// 1. 目标类（不需要接口！）
public class OrderService {
    public void createOrder() {
        System.out.println("创建订单");
    }
}

// 2. 方法拦截器（MethodInterceptor）
public class LogMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("== CGLIB代理：方法执行前 ==");
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args); // 调用父类方法
        System.out.println("== CGLIB代理：方法执行后 ==");
        return result;
    }
}

// 3. 生成代理对象
public class CglibProxyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(OrderService.class); // 继承目标类
        enhancer.setCallback(new LogMethodInterceptor());
        OrderService proxy = (OrderService) enhancer.create();
        proxy.createOrder();
    }
}

运行结果：

objectivec 复制代码 
== CGLIB代理：方法执行前 ==
创建订单
== CGLIB代理：方法执行后 ==

1.3. 对比表格：JDK动态代理 vs CGLIB动态代理

特性 JDK动态代理 CGLIB动态代理
是否需要接口 必须实现接口 不需要接口
实现方式 基于接口生成代理类 通过继承生成子类代理
性能 生成代理较快，调用较慢（反射） 生成代理较慢，调用较快（直接调用）
依赖 无需额外依赖（Java自带） 需要引入CGLIB库（如cglib或Spring-core）
限制 无法代理没有接口的类 无法代理final类或final方法
适用场景 代理有接口的类（如Service层接口） 代理没有接口的类（如Controller、第三方类）

1.4. 如何选择？Spring的默认策略

Spring的代理选择规则：

  • 如果目标类实现了接口：默认使用JDK动态代理。
  • 如果目标类没有接口：自动使用CGLIB。
  • 强制使用CGLIB：可以通过配置@EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true)，让Spring始终使用CGLIB。

5. 终极总结

  • JDK动态代理：适合代理有接口的类，是Java的亲儿子，但有点"挑食"。
  • CGLIB动态代理：不挑食，但需要第三方库支持，且不能代理final方法。

下次写代码时，根据目标类是否有接口，选择你的"套壳工具"吧！️

2. 谁负责"套壳"？BeanPostProcessor！

BeanPostProcessor 是Spring生命周期中的"厨师长"，它专门在Bean初始化前后"加工"Bean。当Spring发现某个Bean需要被代理（比如加了@Transactional），就会通过BeanPostProcessor来生成代理对象。

代码示例：手动实现一个代理生成器

typescript 复制代码 
@Component
public class MyProxyCreator implements BeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
        // 只对UserService生成代理
        if (bean instanceof UserService) {
            // 用CGLIB创建代理（假装是CGLIB）
            return Enhancer.create(
                bean.getClass(),
                (MethodInterceptor) (obj, method, args, proxy) -> {
                    System.out.println("== 代理：方法执行前 ==");
                    Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
                    System.out.println("== 代理：方法执行后 ==");
                    return result;
                }
            );
        }
        return bean;
    }
}

效果：所有UserService的Bean都会被代理，每次调用方法都会打印日志。

3. BeanFactoryPostProcessor：提前修改"菜谱"

BeanFactoryPostProcessor 是"采购员"，它在Bean实例化之前修改Bean的"菜谱"（Bean的定义）。虽然它不直接生成代理，但可以提前"标记"哪些Bean需要被代理。

代码示例：偷偷给Bean加上事务属性

typescript 复制代码 
@Component
public class MyBeanFactoryPostProcessor implements BeanFactoryPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
        // 找到所有Bean的定义
        for (String beanName : beanFactory.getBeanDefinitionNames()) {
            BeanDefinition beanDef = beanFactory.getBeanDefinition(beanName);
            // 如果是UserService，标记需要事务
            if (beanDef.getBeanClassName().contains("UserService")) {
                beanDef.setAttribute("needsTransaction", true);
            }
        }
    }
}

4. 完整流程：Spring代理的"厨房工作流"

  1. 采购员进场（BeanFactoryPostProcessor）
    修改Bean的定义（比如标记哪些Bean需要代理）。
  2. 厨师长加工（BeanPostProcessor）
    根据Bean的定义，在初始化后生成代理对象。
  3. 上菜（Bean使用）
    用户拿到的是代理后的Bean，调用方法时会触发代理逻辑。

5. 实际案例：Spring AOP的自动代理

Spring AOP的核心是**

AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator**，它就是一个BeanPostProcessor！它的工作流程如下：

  1. 扫描所有@Aspect注解的类。
  2. 匹配切入点（Pointcut），找到需要代理的Bean。
  3. 生成代理对象（JDK或CGLIB）。

代码示例：用AOP实现日志

less 复制代码 
@Aspect
@Component
public class LogAspect {

    // 定义切入点：所有Service的方法
    @Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void serviceMethods() {}

    // 前置通知
    @Before("serviceMethods()")
    public void logBefore(JoinPoint joinPoint) {
        System.out.println("方法执行前：" + joinPoint.getSignature().getName());
    }
}

效果：所有Service层的Bean都会被自动代理，并在方法执行前打印日志。

6 spring中代理的使用场景

6.1. Spring中动态代理的核心场景

Spring的动态代理主要用在以下几个地方：

  1. AOP（面向切面编程）
  2. 事务管理（@Transactional）
  3. 缓存（@Cacheable）
  4. 安全控制（Spring Security）
  5. 异步方法（@Async）
  6. 自定义代理（通过BeanPostProcessor）

接下来，我们逐一展开，看看这些场景是如何使用动态代理的！

6.2. AOP（面向切面编程）

场景：

你想在Service层的方法执行前后打印日志。

实现方式：

Spring AOP默认使用动态代理（JDK或CGLIB）来生成代理对象，并在代理对象中执行切面逻辑。

代码示例：

java 复制代码 
@Aspect
@Component
public class LogAspect {

    @Before("execution(* com.example.service.*.*(..))")
    public void logBefore() {
        System.out.println("方法执行前！");
    }
}

@Service
public class UserService {
    public void addUser() {
        System.out.println("添加用户");
    }
}

代理机制：

  • 如果UserService实现了接口，Spring会使用JDK动态代理。
  • 如果没有接口，Spring会使用CGLIB动态代理。

6.3. 事务管理（@Transactional）

场景：

你想在Service层的方法上加事务。

实现方式：

Spring通过动态代理为@Transactional注解的方法生成代理对象，在方法执行前后开启和提交/回滚事务。

代码示例：

typescript 复制代码 
@Service
public class OrderService {

    @Autowired
    private OrderRepository orderRepository;

    @Transactional
    public void createOrder() {
        orderRepository.save(new Order());
        System.out.println("订单创建成功！");
    }
}

代理机制：

  • Spring会为OrderService生成代理对象。
  • 在createOrder方法执行前开启事务，执行后提交事务（如果抛出异常则回滚）。

6.4. 缓存（@Cacheable）

场景：

你想缓存某个方法的返回值。

实现方式：

Spring通过动态代理为@Cacheable注解的方法生成代理对象，在方法执行前检查缓存，如果缓存命中则直接返回缓存值。

代码示例：

kotlin 复制代码 
@Service
public class ProductService {

    @Cacheable("products")
    public Product getProductById(Long id) {
        System.out.println("查询数据库...");
        return new Product(id, "手机");
    }
}

代理机制：

  • Spring会为ProductService生成代理对象。
  • 在getProductById方法执行前检查缓存，如果缓存命中则直接返回缓存值，否则执行方法并将结果缓存。

6.5. 安全控制（Spring Security）

场景：

你想在方法执行前检查用户权限。

实现方式：

Spring Security通过动态代理为@PreAuthorize注解的方法生成代理对象，在方法执行前检查权限。

代码示例：

kotlin 复制代码 
@Service
public class AdminService {

    @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
    public void deleteUser(Long userId) {
        System.out.println("删除用户：" + userId);
    }
}

代理机制：

  • Spring会为AdminService生成代理对象。
  • 在deleteUser方法执行前检查用户权限，如果权限不足则抛出异常。

6.6. 异步方法（@Async）

场景：

你想让某个方法异步执行。

实现方式：

Spring通过动态代理为@Async注解的方法生成代理对象，在方法执行时提交到线程池中异步执行。

代码示例：

typescript 复制代码 
@Service
public class NotificationService {

    @Async
    public void sendNotification(String message) {
        System.out.println("发送通知：" + message);
    }
}

代理机制：

  • Spring会为NotificationService生成代理对象。
  • 在sendNotification方法执行时，提交到线程池中异步执行。

7. 自定义代理（通过BeanPostProcessor）

场景：

你想为某些Bean生成自定义代理。

实现方式：

通过实现BeanPostProcessor接口，在Bean初始化前后生成代理对象。

代码示例：

typescript 复制代码 
@Component
public class MyProxyCreator implements BeanPostProcessor {

    @Override
    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) {
        if (bean instanceof UserService) {
            return Proxy.newProxyInstance(
                bean.getClass().getClassLoader(),
                bean.getClass().getInterfaces(),
                (proxy, method, args) -> {
                    System.out.println("== 自定义代理：方法执行前 ==");
                    Object result = method.invoke(bean, args);
                    System.out.println("== 自定义代理：方法执行后 ==");
                    return result;
                }
            );
        }
        return bean;
    }
}

代理机制：

  • 在UserService初始化后生成代理对象。
  • 每次调用UserService的方法时，都会执行自定义逻辑。

8. 总结：Spring中动态代理的应用场景

场景 实现方式 动态代理类型
AOP 通过@Aspect和@Before等注解 JDK或CGLIB
事务管理 通过@Transactional注解 JDK或CGLIB
缓存 通过@Cacheable注解 JDK或CGLIB
安全控制 通过@PreAuthorize注解 JDK或CGLIB
异步方法 通过@Async注解 JDK或CGLIB
自定义代理 通过BeanPostProcessor实现 JDK或CGLIB

7. 总结：代理机制的核心

  • BeanPostProcessor：实际生成代理对象的"厨师长"。
  • BeanFactoryPostProcessor：提前修改Bean定义的"采购员"。
  • 动态代理：JDK动态代理（接口）和CGLIB（类）是具体"裹面粉"技术。
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