RPC技术之动态代理(一)

简介

在RPC技术栈中最主要包括：

网络传输（大部分RPC框架采用TCP作为底层网络传输协议）。
传输协议（grpc使用的是HTTP2，dubbo使用自定义的dubbo协议，也可以是Restful协议和HTTP协议，还可以是hessian协议）。
数据编码（RPC中数据编解码也是重要一环，可以使用像，java自带序列化或者是第三方的，比如：protobuf、json、hessian等）。
动态代理（动态代理在RPC中的作用是在客户的生成服务接口的代理类，让客户的调用服务端接口像是在操作本地接口一样方便，隐藏底层的编解码和网络传输等）。

具备以上四点一个RPC底层就实现完了，为什么说是底层呢，因为一个完整的RPC还要包括服务注册与发现、服务治理、负载均衡、熔断和限流等高级功能。

动态代理

动态代理在RPC当中起到隐藏底层实现细节，让客户端调用服务端接口方法像是在操作本地接口一样方便。说道动态代理我们就来看一下几种动态代理。

JDK动态代理

JDK动态代理是针对接口和实现类的代理，也就是JDK的动态代理只能应用于接口对接口实施代理，代码如下：

接口代码

/**
 * 代理的接口类，InvocationHandler和proxy分开，没有添加泛型
 */
public interface IHello {
    void say(String s);
}

接口实现类（被代理类）

//被代理类，可以对类进行增强
public class RealHello implements IHello {

    @Override
    public void say(String s) {
        System.out.println("hello " + s);
    }
}

代理类

//代理类，必须继承自InvocationHandler接口
public class HelloDelegate implements InvocationHandler {

    //被代理接口类型
    private IHello target;

    public HelloDelegate(IHello target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("调用前。。。。。");
        //target是被代理的接口实现类，所有需要实现类的对象。如果只是代理，
        // 不发起invoke就不需要接口实现对象。RPC就是这样实现，所以client端不需要指定实现类示例。
        Object invoke = method.invoke(target, args);
        System.out.println("调用后。。。。。");
        return invoke;
    }
}

使用代理

public class DynamicProxy {
    public static void main(String[] args) {
        IHello iHello = enhanceHello(new RealHello());
        System.out.println("代理类名称：" + iHello.getClass().getName());
        System.out.println("代理类实现的接口 " + iHello.getClass().getInterfaces()[0].getName());
        iHello.say("张三");
    }

    public static IHello enhanceHello(IHello target) {
        return (IHello) Proxy.newProxyInstance(DynamicProxy.class.getClassLoader(),new Class<?>[] {IHello.class},new HelloDelegate(target));
    }
}

javassist动态代理

Javaassist 就是一个用来处理 Java 字节码的类库。它可以在一个已经编译好的类中添加新的方法，或者是修改已有的方法，并且不需要对字节码方面有深入的了解。同时也可以去生成一个新的类对象，通过完全手动的方式。Javassist的定位是能够操纵底层字节码，所以使用起来并不简单，要生成动态代理类恐怕是有点复杂了。但好的方面是，通过Javassist生成字节码，不需要通过反射完成方法调用，所以性能肯定是更胜一筹的。在使用中，我们要注意一个问题，通过Javassist生成一个代理类后，此CtClass对象会被冻结起来，不允许再修改；否则，再次生成时会报错。javassist比JDK的动态代理要求要宽泛一下，接口不是必须的。

被代理类

public class RealHello {
    public void say(String s) {
        System.out.println("javassist: " + s);
    }
}

代理类

public class HelloDelegate<T> implements MethodHandler {

    private T target;

    public HelloDelegate(T target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object o, Method method, Method proceed, Object[] objects) throws Throwable {
        System.out.println("增强前。。。。。");
        Object result = method.invoke(target, objects);
        System.out.println("增强后。。。。。");
        return result;
    }
}

使用

public class DynamicProxy {
    public static void main(String[] args) {
        RealHello hello = enhanceHello(new RealHello());
        hello.say("world");
    }

    public static <T> T enhanceHello(T target) {
        ProxyFactory proxy = new ProxyFactory();
        proxy.setSuperclass(RealHello.class);
        try {
            HelloDelegate<T> delegate = new HelloDelegate<>(target);
            // create方法传递两个空数组
            // 分别代表构造器的参数类型数组和构造器的参数实例数组
            return (T)proxy.create(new Class<?>[0],new Object[0],delegate);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

bytebuddy动态代理

Byte Buddy是一个JVM的运行时代码生成器，你可以利用它创建任何类，且不像JDK动态代理那样强制实现一个接口。Byte Buddy还提供了简单的API，便于手工、通过Java Agent，或者在构建期间修改字节码。

Java反射API可以做很多和字节码生成器类似的工作，但是它具有以下缺点：

相比硬编码的方法调用，使用反射 API 非常慢
反射 API 能绕过类型安全检查

比起JDK动态代理、cglib、Javassist，Byte Buddy在性能上具有优势。

被代理类

public class Source {
    public String hello(String name) { return null; }
}

代理类

public class Target {
    public static String hello(String name) {
        return "Hello " + name + "!";
    }
}

使用

/**
 * 委托方法调用
 * @author ZYW
 * @version 1.0
 * @date 2020-03-02 22:58
 */

public class ObjectProxy3 {
    public void target() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
        String hello = new ByteBuddy()
                .subclass(Source.class)
                .method(ElementMatchers.named("hello"))
                .intercept(MethodDelegation.to(Target.class))
                .make()
                .load(this.getClass().getClassLoader())
                .getLoaded()
                .newInstance()
                .hello("World1111");
        System.out.println("result: " + hello);
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            new ObjectProxy3().target();
        } catch (IllegalAccessException | InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

总结

这篇学习了三种动态代理方法，都各自有他们的优缺点。这些只是动态代理中基础。下一篇我们讲解动态代理在RPC中的应用，使用JDK动态代理实现一个最简单的RPC