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深入理解 Spring AOP 代理机制：JDK 动态代理与 CGLIB 的对比与选择

news 2025/7/10 13:43:28

在 Spring 框架中，AOP（面向切面编程）是其核心特性之一，而实现 AOP 的关键在于代理机制。Spring 提供了两种主要的代理方式：JDK 动态代理和 CGLIB 代理。理解这两种代理方式的原理、优缺点及适用场景，对于深入掌握 Spring AOP 至关重要。本文将结合你的学习笔记，详细解析这两种代理机制，并通过代码示例和性能对比帮助你更好地理解和记忆。

一、JDK 动态代理：基于接口的代理实现

1. 核心原理

JDK 动态代理是 Java 原生提供的代理机制，其核心基于 Java 反射机制。它要求目标类必须实现至少一个接口，代理对象会实现相同的接口，从而在运行时动态拦截对目标方法的调用。

代理对象的生成过程主要涉及以下几个步骤：

通过Proxy.getProxyClass()方法生成实现了目标接口的代理类字节码
使用ClassLoader加载该字节码生成 Class 对象
通过反射调用构造器创建代理实例

2. 代码实现示例

下面是一个使用 JDK 动态代理的简单示例：

// 定义业务接口
public interface UserService {void saveUser(String username);String getUserById(Long id);
}// 实现业务接口
public class UserServiceImpl implements UserService {@Overridepublic void saveUser(String username) {System.out.println("保存用户: " + username);}@Overridepublic String getUserById(Long id) {System.out.println("获取用户ID: " + id);return "用户" + id;}
}// 实现InvocationHandler接口，处理方法调用
public class JdkProxyHandler implements InvocationHandler {private final Object target; // 目标对象public JdkProxyHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 前置增强System.out.println("JDK动态代理: 方法调用前增强");// 调用目标方法Object result = method.invoke(target, args);// 后置增强System.out.println("JDK动态代理: 方法调用后增强");return result;}
}// 代理工厂类
public class JdkProxyFactory {public static Object getProxy(Object target) {return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),new JdkProxyHandler(target));}
}// 使用示例
public class JdkProxyExample {public static void main(String[] args) {UserService target = new UserServiceImpl();UserService proxy = (UserService) JdkProxyFactory.getProxy(target);proxy.saveUser("张三");proxy.getUserById(1L);}
}

3. 关键特性

必须基于接口：代理对象实现了目标接口，而不是继承目标类
反射调用：通过InvocationHandler的invoke方法处理所有调用
性能特点：首次生成代理类较快，但每次方法调用都需要通过反射，存在一定性能开销

二、CGLIB 代理：基于继承的代理实现

1. 核心原理

CGLIB（Code Generation Library）是一个强大的、高性能的代码生成库，Spring AOP 在 JDK 动态代理无法使用时会选择使用 CGLIB。CGLIB 通过继承目标类生成子类的方式实现代理，因此可以代理没有实现接口的类。

CGLIB 代理的生成过程主要涉及：

使用 ASM 字节码生成框架动态生成目标类的子类
重写父类的方法，在方法调用前后插入增强逻辑
使用MethodInterceptor接口处理方法调用

2. 代码实现示例

下面是一个使用 CGLIB 代理的示例：

// 目标类（没有实现接口）
public class OrderService {public void createOrder(String orderNo) {System.out.println("创建订单: " + orderNo);}
}// 实现MethodInterceptor接口，处理方法调用
public class CglibInterceptor implements MethodInterceptor {@Overridepublic Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {// 前置增强System.out.println("CGLIB代理: 方法调用前增强");// 调用目标方法（注意这里使用methodProxy.invokeSuper而不是method.invoke）Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);// 后置增强System.out.println("CGLIB代理: 方法调用后增强");return result;}
}// 代理工厂类
public class CglibProxyFactory {public static <T> T getProxy(Class<T> targetClass) {Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setSuperclass(targetClass);enhancer.setCallback(new CglibInterceptor());return (T) enhancer.create();}
}// 使用示例
public class CglibProxyExample {public static void main(String[] args) {OrderService proxy = CglibProxyFactory.getProxy(OrderService.class);proxy.createOrder("ORD12345");}
}

3. 关键特性

基于继承：代理对象继承自目标类，因此不能代理 final 类或方法
字节码生成：使用 ASM 直接生成字节码，运行时不需要反射调用
性能特点：首次生成代理类较慢（需要生成字节码并加载），但运行时性能较好

三、Spring 中的代理策略选择

Spring AOP 在选择代理方式时遵循以下策略：

默认优先使用 JDK 动态代理：如果目标对象实现了至少一个接口
自动切换到 CGLIB 代理：如果目标对象没有实现任何接口
强制使用 CGLIB 代理：可以通过配置proxy-target-class="true"或@EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true)

配置示例

// Java配置方式
@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true) // 强制使用CGLIB代理
public class AppConfig {// 配置Bean和切面
}// XML配置方式
<aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true"/>

四、性能对比与适用场景

1. 性能对比

首次代理生成：JDK 动态代理较快（反射机制），CGLIB 较慢（需要生成字节码）
方法调用：JDK 动态代理通过反射调用，性能稍低；CGLIB 直接调用，性能较高
长期使用：如果代理对象需要被频繁调用，CGLIB 的总体性能更优

2. 适用场景

JDK 动态代理适用场景：
- 目标对象实现了接口
- 代理对象主要用于接口方法的调用
- 对首次代理生成速度有较高要求
CGLIB 代理适用场景：
- 目标对象是普通类（没有实现接口）
- 需要代理类中的所有方法
- 代理对象会被频繁调用，对运行时性能要求较高

五、特殊情况处理

1. 无法代理 final 类 / 方法

由于 CGLIB 通过继承实现代理，因此无法代理 final 类或 final 方法。如果尝试代理 final 类，Spring 会抛出AopConfigException。

2. 混合使用接口和类

当一个类既实现了接口，又有一些非接口方法时，需要特别注意：

如果使用 JDK 动态代理，只能代理接口中定义的方法
如果使用 CGLIB 代理，可以代理所有方法（包括非接口方法）

3. 构造函数增强

CGLIB 支持对构造函数进行增强，而 JDK 动态代理只能对方法进行增强。

六、源码分析与理解

1. Spring 中的代理创建逻辑

Spring 在创建代理时主要通过ProxyFactory类实现，核心代码如下：

public class ProxyFactory extends ProxyCreatorSupport {public Object getProxy() {return createAopProxy().getProxy();}protected final synchronized AopProxy createAopProxy() {if (!this.active) {activate();}return getAopProxyFactory().createAopProxy(this);}
}

2. 代理方式选择源码

DefaultAopProxyFactory类负责根据条件选择代理方式：

public class DefaultAopProxyFactory implements AopProxyFactory, Serializable {@Overridepublic AopProxy createAopProxy(AdvisedSupport config) throws AopConfigException {if (config.isOptimize() || config.isProxyTargetClass() || hasNoUserSuppliedProxyInterfaces(config)) {Class<?> targetClass = config.getTargetClass();if (targetClass == null) {throw new AopConfigException("TargetSource cannot determine target class: " +"Either an interface or a target is required for proxy creation.");}// 如果目标类是接口或已经是JDK代理类，则使用JDK代理if (targetClass.isInterface() || Proxy.isProxyClass(targetClass)) {return new JdkDynamicAopProxy(config);}// 否则使用CGLIB代理return new ObjenesisCglibAopProxy(config);}else {// 默认使用JDK代理return new JdkDynamicAopProxy(config);}}
}