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cglib源碼學習交流

背景

前段時間在工作中，包括一些代碼閱讀過程中，spring aop經常性的會看到cglib中的相關內容，包括BeanCopier,BulkBean,Enancher等內容，以前雖大致知道一些內容，原理是通過bytecode，但沒具體深入代碼研究，只知其所用不知其所以然，所以就特地花了半天多的工作時間研究了CGLIB的相關源碼，同時結合看了下 spring Aop中對CGLIB的使用。

cglib基本信息

cglib的官方網站： http://cglib.sourceforge.net/
cglib目前的最新版本應該是2.2，公司普遍使用的版本也是這個
官網的samples : http://cglib.sourceforge.net/xref/samples/

cglib代碼包結構

core (核心代碼)
- EmitUtils
- ReflectUtils
- KeyFactory
- ClassEmitter/CodeEmitter
- NamingPolicy/DefaultNamingPolicy
- GeneratorStrategy/DefaultGeneratorStrategy
- DebuggingClassWriter
- ClassGenerator/AbstractClassGenerator
beans (bean操作類)
- BeanCopier
- BulkBean
- BeanMap
- ImmutableBean
- BeanGenerator
reflect
- FastClass
proxy
- Enhancer
- CallbackGenerator
- Callback
  - MethodInterceptor , Dispatcher, LazyLoader , ProxyRefDispatcher , NoOp , FixedValue , InvocationHandler(提供和jdk proxy的功能)
- CallbackFilter
util
- StringSwitcher
- ParallelSorter
transform

core核心代碼部分

EmitUtils

重要的工具類，主要封裝了一些操作bytecode的基本函數，比如生成一個null_constructor，添加類屬性add_property等

ReflectUtils

處理jdk reflect的工具類，比如獲取一個類所有的Method，獲取構造函數信息等。

ClassEmitter/CodeEmitter

對asm的classAdapter和MethodAdapter的實現，貫穿于cglib代碼的處理

KeyFactory

類庫中重要的唯一標識生成器，用于cglib做cache時做map key，比較底層的基礎類。
例子：

interface BulkBeanKey {

public Object newInstance(String target, String[] getters, String[] setters, String[] types);

}

(BulkBeanKey)KeyFactory.create(BulkBeanKey.class).newInstance(targetClassName, getters, setters, typeClassNames)；

說明：

每個Key接口，都必須提供newInstance方法，但具體的參數可以隨意定義，通過newInstance返回的為一個唯一標示，只有當傳入的所有參數的equals都返回true時，生成的key才是相同的，這就相當于多key的概念。

NamingPolicy

默認的實現類：DefaultNamingPolicy，具體cglib動態生成類的命名控制。
一般的命名規則：

被代理class name + "$$" + 使用cglib處理的class name + "ByCGLIB" + "$$" + key的hashcode
示例：FastSource$$FastClassByCGLIB$$e1a36bab.class

GeneratorStrategy

默認的實現類：　DefaultGeneratorStrategy
控制ClassGenerator生成class的byte數據，中間可插入自己的處理。注意這里依賴了：DebuggingClassWriter進行class generator的處理

DebuggingClassWriter

cglib封裝asm的處理類，用于生成class的byte流，通過GeneratorStrategy回調ClassGenerator.generateClass(DebuggingClassWriter)，將自定義的class byte處理回調給具體的cglib上層操作類，比如由具體的BeanCopier去控制bytecode的生成。

ClassGenerator

其中一個抽象實現：AbstractClassGenerator。cglib代碼中核心的Class bytecode操作主體，包含了一些cache，調用NamingPolicy,GeneratorStrategy進行處理，可以說是一個最核心的調度者。

對應的類圖：

外部的BeanCopier都包含了一Generator，繼承自AbstractClassGenerator,實現了generateClass(ClassVisitor v),Object firstInstance(Class type)方法。
AbstractClassGenerator自身會根據Source進行cache，所以針對已經生成過的class，這里KeyFactory對應的值要相等，則會直接返回cache中的結果。所以BeanCopier每次create慢只是每次都需要new兩個對象，一個是KeyFactory.newInstance，另一個是firstInstance方法調用生成一個對象。

反編譯tips

大家都知道cglib是進行bytecode操作，會動態生成class，最快最直接的學習就是結合他生成的class，對照代碼進行學習，效果會好很多。

system.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "指定輸出目錄");

可參見 cores/DebuggingClassWriter代碼。說明：這樣cglib會將動態生成的每個class都輸出到文件中，然后我們可以通過decomp進行反編譯查看源碼。

beans　(相關操作類)

BeanCopier

簡單的示例代碼就不做介紹，相信大家都指導怎么用，這里主要介紹下Convert的使用。

許多網友都做過BeanCopier，BeanUtils的測試，基本BeanCopier的性能是BeanUtils的10倍以上。，出了反射這一性能差異外，BeanUtils默認是開啟Converter功能，允許同名，不同類型的屬性進行拷貝，比如Date對象到String屬性。
有興趣的同學可以去比較下PropertyUtils，默認不開啟Converter功能，發現性能是BeanUtils的2倍多。

初始化例子：BeanCopier copier = BeanCopier.create(Source.class, Target.class, true);
第三個參數useConverter，是否開啟Convert，默認BeanCopier只會做同名，同類型屬性的copier，否則就會報錯。


public class BeanCopierTest {



    public static void main(String args[]) {

        System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "/tmp/1");

        BeanCopier copier = BeanCopier.create(Source.class, Target.class, true);

        Source from = new Source();

        from.setValue(1);



        Target to = new Target();

        Converter converter = new BigIntConverter();

        copier.copy(from, to, converter); //使用converter類



        System.out.println(to.getValue());

    }

}



class BigIntConverter implements net.sf.cglib.core.Converter {



    @Override

    public Object convert(Object value, Class target, Object context) {

        System.out.println(value.getClass() + " " + value); // from類中的value對象

        System.out.println(target); // to類中的定義的參數對象

        System.out.println(context.getClass() + " " + context); // String對象,具體的方法名

        if (target.isAssignableFrom(BigInteger.class)) {

            return new BigInteger(value.toString());

        } else {

            return value;

        }

    }



}

----

反編譯后看的代碼：

public class Target$$BeanCopierByCGLIB$$e1c34377 extends BeanCopier

{

    public void copy(Object obj, Object obj1, Converter converter)

    {

        Target target = (Target)obj1;

        Source source = (Source)obj;

        // 注意是直接調用，沒有通過reflect

        target.setValue((BigInteger)converter.convert(new Integer(source.getValue()), CGLIB$load_class$java$2Emath$2EBigInteger, "setValue")); 

    }

}

使用注意

避免每次進行BeanCopier.create創建對象，一般建議是通過static BeanCopier copier = BeanCopier.create()
合理使用converter。
應用場景：兩個對象之間同名同屬性的數據拷貝, 不能單獨針對其中的幾個屬性單獨拷貝

BulkBean

相比于BeanCopier，BulkBean將整個Copy的動作拆分為getPropertyValues，setPropertyValues的兩個方法，允許自定義處理的屬性。

public class BulkBeanTest {

public static void main(String args[]) {

System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "/home/ljh/cglib");

String[] getter = new String[] { "getValue" };

String[] setter = new String[] { "setValue" };

Class[] clazzs = new Class[] { int.class };

BulkBean bean = BulkBean.create(BulkSource.class, getter, setter, clazzs);

BulkSource obj = new BulkSource();

obj.setValue(1);

Object[] objs = bean.getPropertyValues(obj);

for (Object tmp : objs) {

System.out.println(tmp);

}

class BulkSource {

private int value;

..

}

// 反編譯后的代碼：　

public void getPropertyValues(Object obj, Object aobj[])

{

BulkSource bulksource = (BulkSource)obj;

aobj[0] = new Integer(bulksource.getValue());

}

使用注意

避免每次進行BulkBean.create創建對象，一般建議是通過static BulkBean.create copier = BulkBean.create
應用場景：針對特定屬性的get,set操作，一般適用通過xml配置注入和注出的屬性，運行時才確定處理的Source,Target類，只需關注屬性名即可。

BeanMap

相比于BeanCopier,BulkBean，都是針對兩個Pojo Bean進行處理，那如果對象一個是Pojo Bean和Map對象之間，那就得看看BeanMap，將一個java bean允許通過map的api進行調用。
幾個支持的操作接口：

Object get(Object key)
Object put(Object key, Object value)
void putAll(Map t)
Set entrySet()
Collection values()
boolean containsKey(Object key)
....

public class BeanMapTest {



    public static void main(String args[]) {

        // 初始化

        BeanMap map = BeanMap.create(new Pojo());

        // 構造

        Pojo pojo = new Pojo();

        pojo.setIntValue(1);

        pojo.setBigInteger(new BigInteger("2"));

        // 賦值

        map.setBean(pojo);

        // 驗證

        System.out.println(map.get("intValue"));

        System.out.println(map.keySet());

        System.out.println(map.values());

    }

}



class Pojo {



    private int        intValue;

    private BigInteger bigInteger;

    .

}



//反編譯代碼查看：

//首先保存了所有的屬性到一個set中

private static FixedKeySet keys = new FixedKeySet(new String[] {

        "bigInteger", "intValue"

    });

public Object get(Object obj, Object obj1)

    {

        (Pojo)obj;

        String s = (String)obj1;

        s;

        s.hashCode();

        JVM INSTR lookupswitch 2: default 72

    //                   -139068386: 40

    //                   556050114: 52;

           goto _L1 _L2 _L3

_L2:

        "bigInteger";

　//屬性判斷是否相等

        equals();

        JVM INSTR ifeq 73;

           goto _L4 _L5

_L5:

        break MISSING_BLOCK_LABEL_73;

_L4:

        getBigInteger();

        return;

_L3:



.



}

使用注意

避免每次進行BeanMap map = BeanMap.create();創建對象，不同于BeanCopier對象，BeanMap主要針對對象實例進行處理，所以一般建議是map.setBean(pojo);進行動態替換持有的對象實例。
應用場景：針對put,putAll操作會直接修改pojo對象里的屬性，所以可以通過beanMap.putAll(map)進行map<->pojo屬性的拷貝。

BeanGenerator

暫時沒有想到合適的使用場景，不過BeanGenerator使用概念是很簡單的，就是將一個Map<String,Class>properties的屬性定義，動態生成一個pojo bean類。

BeanGenerator generator = new BeanGenerator();

generator.addProperty("intValue", int.class);

generator.addProperty("integer", Integer.class);

generator.addProperty("properties", Properties.class);

Class clazz = (Class) generator.createClass();

Object obj = generator.create();

PropertyDescriptor[] getters = ReflectUtils.getBeanGetters(obj.getClass());

for (PropertyDescriptor getter : getters) {

Method write = getter.getWriteMethod();

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

}

ImmutableBean

bean Immutable模式的一種動態class實現，Immutable模式主要應用于服務設計上，返回的pojo bean對象，不運行進行write方法調用

說明

個人是不太建議使用cglib動態class的方式來實現bean Immutable的模式，Immutable模式應該是一種服務接口上的顯示聲明，而不是如此隱晦，而且pojo bean盡量做到是輕量級，簡答的set/get方法，如果要做充血的領域模型那就另當別論了。

reflect (class,method處理)

FastClass

顧明思義，FastClass就是對Class對象進行特定的處理，比如通過數組保存method引用，因此FastClass引出了一個index下標的新概念，比如getIndex(String name, Class[] parameterTypes)就是以前的獲取method的方法。
通過數組存儲method,constructor等class信息，從而將原先的反射調用，轉化為class.index的直接調用，從而體現所謂的FastClass。

public class FastClassTest {

    public static void main(String args[]) throws Exception {

        System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "/home/ljh/cglib");



        FastClass clazz = FastClass.create(FastSource.class);

        // fast class反射調用

        FastSource obj = (FastSource) clazz.newInstance();

        clazz.invoke("setValue", new Class[] { int.class }, obj, new Object[] { 1 });

        clazz.invoke("setOther", new Class[] { int.class }, obj, new Object[] { 2 });



        int value = (Integer) clazz.invoke("getValue", new Class[] {}, obj, new Object[] {});

        int other = (Integer) clazz.invoke("getOther", new Class[] {}, obj, new Object[] {});

        System.out.println(value + " " + other);

        // fastMethod使用

        FastMethod setValue = clazz.getMethod("setValue", new Class[] { int.class });

        System.out.println("setValue index is : " + setValue.getIndex());



        FastMethod getValue = clazz.getMethod("getValue", new Class[] {});

        System.out.println("getValue index is : " + getValue.getIndex());



        FastMethod setOther = clazz.getMethod("setOther", new Class[] { int.class });

        System.out.println("setOther index is : " + setOther.getIndex());



        FastMethod getOther = clazz.getMethod("getOther", new Class[] {});

        System.out.println("getOther index is : " + getOther.getIndex());

        // 其他

        System.out.println("getDeclaredMethods : " + clazz.getJavaClass().getDeclaredMethods().length);

        System.out.println("getConstructors : " + clazz.getJavaClass().getConstructors().length);

        System.out.println("getFields : " + clazz.getJavaClass().getFields().length);

        System.out.println("getMaxIndex : " + clazz.getMaxIndex());

    }

}



class FastSource {

    private int value;

    private int other;



}

proxy (spring aop相關)

總體類結構圖：

Callback & CallbackGenerator

MethodInterceptor
- 類似于spring aop的around Advise的功能，大家都知道，不多做介紹。唯一需要注意的就是proxy.invokeSuper和proxy.invoke的區別。invokeSuper是退出當前interceptor的處理，進入下一個callback處理，invoke則會繼續回調該方法，如果傳遞給invoke的obj參數出錯容易造成遞歸調用

Dispatcher, ProxyRefDispatcher

類似于delegate的模式，直接將請求分發給具體的Dispatcher調用，是否有著接口+實現分離的味道，將接口的方法調用通過Dispatcher轉到實現target上。ProxyRefDispatcher與Dispatcher想比，loadObject()多了個當前代理對象的引用。

        //反編譯的部分代碼

        public final int cal(int i, int j)

        {

                CGLIB$CALLBACK_1;

                if(CGLIB$CALLBACK_1 != null) goto _L2; else goto _L1

        _L1:

                JVM INSTR pop ;

                CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);

                CGLIB$CALLBACK_1;

        _L2:

                loadObject(); //每次都進行調用

                (DefaultCalcService);

                i;

                j;

                cal(); //調用實現類的方法

                return;

            }

LazyLoader

相比于Dispatcher,lazyLoader在第一次獲取了loadObject后，會進行緩存，后續的請求調用都會直接調用該緩存的屬性.

        //反編譯部分代碼

        public final int cal(int i, int j)

        {

            this;

            return ((DefaultCalcService)CGLIB$LOAD_PRIVATE_3()).cal(i, j);

        }

        

        private final synchronized Object CGLIB$LOAD_PRIVATE_3()

        {

                CGLIB$LAZY_LOADER_3; //保存的屬性

                if(CGLIB$LAZY_LOADER_3 != null) goto _L2; else goto _L1

        _L1:

                JVM INSTR pop ;

                this;

                CGLIB$CALLBACK_3;

                if(CGLIB$CALLBACK_3 != null) goto _L4; else goto _L3

        _L3:

                JVM INSTR pop ;

                CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);

                CGLIB$CALLBACK_3;

        _L4:

                loadObject();

                JVM INSTR dup_x1 ;

                CGLIB$LAZY_LOADER_3;

        _L2:

                return;

            }

NoOp
- 不做任何處理，結合Filter針對不需要做代理方法直接返回，調用其原始方法
FixedValue
- 強制方法返回固定值,可結合Filter進行控制
InvocationHandler(提供和jdk proxy的功能),不常用

CallbackFilter

主要的作用就是callback調度，主要的一個方法：int accept(Method method);
返回的int在int值，代表對應method需要插入的callback，會靜態生成到class的代碼中，這樣是cglib proxy區別于jdk proxy的方式，一個是靜態的代碼調用，一個是動態的reflect。
可以查看： Enhancer類中的emitMethods方法，line:883。在構造class method字節嗎之前就已經確定需要運行的callback。

Enhancer

System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "/home/ljh/cglib");

LogInteceptor logInteceptor = new LogInteceptor();

CalDispatcher calDispatcher = new CalDispatcher();

CalcProxyRefDispatcher calcProxyRefDispatcher = new CalcProxyRefDispatcher();

LazyLoaderCallback lazyLoaderCallback = new LazyLoaderCallback();



Enhancer enhancer = new Enhancer();

enhancer.setSuperclass(CalcService.class); //接口類

enhancer.setCallbacks(new Callback[] { logInteceptor, calDispatcher, calcProxyRefDispatcher,lazyLoaderCallback, NoOp.INSTANCE }); // callback數組

enhancer.setCallbackFilter(new CalcCallbackFilter()); // filter

CalcService service = (CalcService) enhancer.create();



int result = service.cal(1, 1);

Util (工具類，感覺有點雞肋)

StringSwitcher 提供string和int的map映射查詢，給定一個string字符串，返回同個下標數組的int值，感覺很雞肋，用Map不是可以很快速的實現功能
ParallelSorter 看了具體的代碼，沒啥意思，就是提供了一個二分的快速排序和多路歸并排序。沒有所謂的并行排序，原本以為會涉及多線程處理，可惜沒有

transform

暫時沒仔細研究，更多的是對asm的封裝，等下次看了asm代碼后再回來研究下。

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posted on 2010-11-01 22:24 agapple 閱讀(1317) 評論(0) 編輯收藏

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