Spring动态代理源码分析

说到Spring的核心功能，Spring AOP是始终绕不过去的一个点。而说到Spring AOP，开发中我们经常会用到这个功能，比如：日志记录、权限校验、事务管理等。我们也大概知道它基于动态代理实现的，那除了Spring AOP，Spring还有哪些地方使用到了动态代理？Spring中的动态代理又是如何实现的？让我们跟着这篇文章来一探究竟。

一、代理模式

代理模式是23中设计模式中比较常见的一种设计模式。代理模式给某一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对原对象的引用。说简单点，代理模式就是设置一个中间代理来控制访问原目标对象，以达到增强原对象的功能和简化访问方式。通俗地来讲代理模式就是我们生活中常见的中介。

Java中一般使用代理在不改变目标类的基础，对类做增强处理。其实代理可以改变目标类，但是我们一般都不会去这样做，算是一种约定俗成的做法。

那我们就先来说说代理模式。代理模式分为静态代理和动态代理。

（1）静态代理

（i）静态代理的实现

继承
继承+聚合

静态代理的应用场景：进行代码升级，例如，在原来的功能模块上添加新的功能，我们可以不用修改原来的底层代码，只需要通过代理模式来进行代码迭代。

例如：系统原来只是简单的实现了登录功能。


  public class Service {
  
      public void login(){
          System.out.println("doLogin……");
      }
  }

第一次更新后，加入了权限校验模块。


public class CheckService extends Service{
  
  
      private Service target;
  
      public CheckService(Service target) {
          this.target = target;
      }
  
      @Override
      public void login() {
          System.out.println("authentication……");
          target.login();
      }
  }

第二次更新，增加了日志模块。


 public class LogService extends Service{
  
  
      private Service target;
  
      public LogService(Service service) {
          this.target = service;
      }
  
      @Override
      public void login() {
          System.out.println("print Logging……");
          target.login();
      }
  }

系统更新后，只需要修改很少的主体代码就可以实现代码升级。


  
   public static void main(String[] args) {
          Service service = new Service();
          // 第一次更新
          Service checkService = new CheckService(service);
          checkService.login();
  
          // 第二次更新
          Service loginService = new LogService(checkService);
          loginService.login();
  
      }

但更多的时候是，第二次更新时，第一次更新的就被舍弃了，随着系统的迭代，舍弃的代码会越来越多。

上面的代码可能表达的比较隐晦，我们使用下面的方式实现静态代理多一些。


public interface IService {
 
    void process();
 
}
 
//实际处理类
public class TargetService implements IService {
 
    public void process(){
    
        System.out.println("TargetService ……");
    }
 
 
}
 
 
public class ProxyService implements IService {
 
    private IService target;
 
    public ProxyService(IService target){
        
        this.target = target;
 
    }
 
    public void process(){
    
        System.out.println("before Proxy doing ……");
        target.process();
        System.out.println("after Proxy doing ……");
        
    }
 
 
}
 
main(){
    
    TargetService target = new TargetService();
    ProxyService proxy = new ProxyService(target);
    proxy.process();
 
}

（ii）静态代理的优缺点

优点：可以在不修改目标对象的前提下扩展目标对象的功能。

缺点：如果需要代理多个类，每个类都会有一个代理类，会导致代理类无限制扩展；如果类中有多个方法，同样的代理逻辑需要反复实现、应用到每个方法上，一旦接口或基类增加方法，目标对象与代理对象都要进行修改。

（2）动态代理

（i）JDK动态代理

JDK动态代理原理：利用拦截器（必须实现InvocationHandler）加上反射机制生成一个代理接口的匿名类，在调用具体方法前调用InvokeHandler来处理。JDK动态代理是基于接口实现代理的，如果代理对象是类，那JDK无法进行代理。

JDK动态代理的一般步骤：

A.定义一个接口

B.创建InvocationHandler接口的实现类，实现invoke()方法。

C.调用Proxy.newProxyInstance()方法创建代理对象


public interface IService{
 
    void process();
 
}
 
public class CoreService implements IService{
 
 
    public void process(){
    
        System.out.println("[target] CoreService's process()...");
    }
 
 
}
 
public class JdkInvocationHandler implements InvocationHandler {
 
    //目标类
    private Object targetObj;
 
    public JdkInvocationHandler(Object targetObj) {
        this.targetObj = targetObj;
    }
 
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
 
        String name = method.getName();
 
        System.out.println("[JDK]method = " + name + ", args = " + Arrays.deepToString(args));
        System.out.println("[JDK]mmethod: " + name + " before doing...");
 
 
        //代理对象
        Object returnValue = method.invoke(targetObj, args);
 
        System.out.println("[JDK]mmethod: " + name + " after doing...");
 
        return returnValue;
    }
}


public class ProxyTest {
 
    public static void main(String[] args) {
        
        //目标类
        CoreService coreService = new CoreService();
 
        InvocationHandler jdkInvocationHandler = new JdkInvocationHandler(coreService );
 
        IService proxyService = (IService)Proxy.newProxyInstance(ProxyTest.class.getClassLoader(), new Class[]{IService.class}, jdkInvocationHandler);
 
}

（ii）CGLIB动态代理

CGLIB动态代理原理：利用ASM框架，将代理对象类生成的class文件加载进来，通过修改其字节码生成子类完成对目标对象的代理。CGLIB既可以代理类，也可以代理接口。

CGLIB动态代理的一般步骤：

A.定义一个类

B.创建MethodInterceptor接口的实现类，实现intercept()方法。

C.创建CGLIB代理增强器Enhancer，通过其create()方法创建代理对象


public class Service{
 
 
    pubilc void process(){
    
        System.out.println("[target] class Service's process()...");
 
    }
 
 
}
 
 
 
public class CustomerCglibMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
	@Override
	public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
 
		 String methodName = method.getName();
 
        System.out.println("method = " + methodName + " ,args= " + Arrays.deepToString(objects));
 
        System.out.println("[CGLIB]method = " + methodName + " ,before doing... ");
 
        // 代理对象
        Object invoke = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
        System.out.println("[CGLIB]method = " + methodName + " ,after doing... ");
		
		return invoke;
	}
}
 
 
 
main{
 
    // 增强器
    Enhancer enhancer = new Enhancer();
    // 设置目标代理类
    enhancer.setSuperclass(Service.class);
    // 设置Interceptor
    enhancer.setCallback(new CustomerCglibMethodInterceptor());
    // 创建代理对象
    Service service = (Service)enhancer.create();
    service.process();
 
 
 
}

上面代码对所有的方法都执行同样的增强，如果我想对不同的方法实现不同的增强，例如：get开头的方法记录执行时间，set开头的方法记录详细日志。

定义一个ConditionCallback接口，它继承MethodInterceptor并提供一个方法匹配的功能。


public interface ConditionCallback extends MethodInterceptor {
 
    boolean isMatch(Method method);
}

定义两个MethodInterceptor实现类，提供两种不同的增强。


public class ConditionGetMethodInterceptor implements ConditionCallback{
    @Override
    public boolean isMatch(Method method) {
        // 处理get方法
        if(method.getName().startsWith("get")){
            return true;
        }
        return false;
    }
 
    // get方法记录执行时间
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Object invokeSuper = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
        System.out.println(String.format("方法%s执行时间：%d 毫秒",method.getName(),(System.currentTimeMillis() - start)));
        return invokeSuper;
    }
}
 
 
public class ConditionSetMethodInterceptor implements ConditionCallback{
    @Override
    public boolean isMatch(Method method) {
        if(method.getName().startsWith("set")){
            return true;
        }
        return false;
    }
 
    // set方法进行日志记录
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        String methodName = method.getName();
 
        System.out.println("method = " + methodName + " ,args= " + Arrays.deepToString(objects));
        System.out.println("method = " + methodName + " ,before doing... ");
        Object invoke = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
        System.out.println("method = " + methodName + " ,after doing... ");
 
        return invoke;
    }
}

定义一个CallbackFilter，在执行不同的方法时调用不同的MethodInterceptor进行增强。


public class ConditionFilter implements CallbackFilter {
 
    private final Callback[] callbacks;
    public ConditionFilter(Callback[] callbacks){
        this.callbacks = callbacks;
    }
 
    @Override
    public int accept(Method method) {
        for (int i = 0; i < callbacks.length; i++) {
            if (callbacks[i] instanceof ConditionCallback){
                if(((ConditionCallback) callbacks[i]).isMatch(method)){
                    return i;
                }
            }else {
                throw new IllegalStateException("No callback available for method " + method.getName());
            }
        }
        return 0;
    }
}

需要注意的是，如果设置了callbacks，需要与callbackFilter配套使用，不然会报错。


 public static void main(String[] args) {
        
        // 实现多种增强效果
        Callback[] callbacks = new Callback[]{new ConditionGetMethodInterceptor(),new ConditionSetMethodInterceptor()};
 
 
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(BasicService.class);
        enhancer.setCallbacks(callbacks);
        //和callbacks配套使用，不然会报错
        enhancer.setCallbackFilter(new ConditionFilter(callbacks));
        BasicService service = (BasicService)enhancer.create();
        service.getData();
        service.setSystemCache("zhangli",new Object());
 
 
    }

通过上面的学习，我们对代理模式有了基本的了解，也方便我们阅读Spring中关于动态代理部分的源码。

（iii）JDK动态代理和CGLIB动态代理的区别？

JDK动态代理只能对实现了接口的类生成代理，而不能针对类。
CGLIB是针对类实现代理，主要是对指定的类生成一个子类，覆盖其中的方法，并覆盖其中方法的增强，但是因为采用的是继承，所以该类或方法最好不要生成final，对于final类或方法，是无法继承的。

二、Spring中代理的应用

我们先来看一段代码。

下面的Ａ对象会实例化几次？两次


@Component
public class SpringProxy {
 
 
	@Bean
	public A a(){
		System.out.println("init A");
		return new A();
	}
 
 
	@Bean
	public B b(){
		a();
		System.out.println("init B");
		return new B();
	}
 
}

看控制台的打印：、


init A
init A
init B

可以看到a()方法被调用了两次，即Ａ对象被创建了两次，按照我们的理解，既然我们把在a()方法上加了@Bean，那它就会生成对应的beanDefinition，相对于是Spring中的Bean了，默认情况下应该是单例的，那为什么a()方法被调用了两次（A对象实例化两次）。

接下来，我们把类上的@Component注解由改成@Configuration注解，现在，发现a()方法只被调用了一次。这就符合我们的预期了，为什么会这样？那Spring中是如何实现的呢？

记得上一篇文章我们已经阅读完解析@Component和@Configuration及@Bean注解的源码，好像也没有看到相关处理，除了会将全配置类的BD的属性CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE的值设置为CONFIGURATION_CLASS_FULL，属性，简洁配置类的BD的属性CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE的设置为CONFIGURATION_CLASS_LITE。（解析配置类源码分析）这其实也是Spring中代理的应用点之一，我们在上篇文章最后也提示了ConfigurationClassPostProcessor类的其中一个功能就是生成CGLIB代理对象，具体逻辑在BeanFactoryPostProcessor的接口方法postProcessBeanFactory()中实现的。话不多说，我们直接看源码吧！

源码分析

Spring在ConfigurationClassPostProcessor类的postProcessBeanFactory()方法中实现动态代理的，该方法是BeanFactoryPostProcessor的接口方法。

这个方法中完成配置类进行增强，生成对应的代理对象。同时添加一个ImportAwareBeanPostProcessor类型的后置处理器到容器中。


@Override
	public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
		int factoryId = System.identityHashCode(beanFactory);
		if (this.factoriesPostProcessed.contains(factoryId)) {
			throw new IllegalStateException(
					"postProcessBeanFactory already called on this post-processor against " + beanFactory);
		}
		this.factoriesPostProcessed.add(factoryId);
		if (!this.registriesPostProcessed.contains(factoryId)) {
			// BeanDefinitionRegistryPostProcessor hook apparently not supported...
			// Simply call processConfigurationClasses lazily at this point then.
			processConfigBeanDefinitions((BeanDefinitionRegistry) beanFactory);
		}
		//生成代理对象
        // 代码块一：对配置类进行增强
		enhanceConfigurationClasses(beanFactory);
		///添加一个ImportAwareBeanPostProcessor类型的后置处理器
		beanFactory.addBeanPostProcessor(new ImportAwareBeanPostProcessor(beanFactory));
	}

（1）代码块一：enhanceConfigurationClasses()，后置处理从一个BeanFactory查找到的配置类的BeanDefinitions，然后通过ConfigurationClassEnhancer增强候选对象。

就是将容器中的所有符合要求的配置类找到（是否全配置类），放入候选集合，然后遍历候选集合，完成对应方法的增强，同时将代理对象的class设置为BD的beanClass属性的值。


/**后置处理从一个BeanFactory查找到的配置类的BeanDefinitions;
  * 然后通过{@link ConfigurationClassEnhancer}增强任何候选对象。
  * 候选状态由BeanDefinition属性元数据决定。
**/
public void enhanceConfigurationClasses(ConfigurableListableBeanFactory beanFactory) {
		StartupStep enhanceConfigClasses = this.applicationStartup.start("spring.context.config-classes.enhance");
		// 存放候选的beanDefinition(全配置类才会添加到这个集合)
		Map configBeanDefs = new LinkedHashMap<>();
		for (String beanName : beanFactory.getBeanDefinitionNames()) {
			BeanDefinition beanDef = beanFactory.getBeanDefinition(beanName);
			// 候选条件属性
			Object configClassAttr = beanDef.getAttribute(ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_ATTRIBUTE);
			MethodMetadata methodMetadata = null;
			if (beanDef instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
				// @Bean标记的方法生成的beanDefinition设置了这个值
				methodMetadata = ((AnnotatedBeanDefinition) beanDef).getFactoryMethodMetadata();
			}
			if ((configClassAttr != null || methodMetadata != null) && beanDef instanceof AbstractBeanDefinition) {
				// Configuration class (full or lite) or a configuration-derived @Bean method
				// -> resolve bean class at this point...
				AbstractBeanDefinition abd = (AbstractBeanDefinition) beanDef;
				if (!abd.hasBeanClass()) {
					try {
						// 确保beanClass被解析
						abd.resolveBeanClass(this.beanClassLoader);
					}
					catch (Throwable ex) {
						throw new IllegalStateException(
								"Cannot load configuration class: " + beanDef.getBeanClassName(), ex);
					}
				}
			}
			//找到所有符合标准的全配置类
			if (ConfigurationClassUtils.CONFIGURATION_CLASS_FULL.equals(configClassAttr)) {
				if (!(beanDef instanceof AbstractBeanDefinition)) {
					throw new BeanDefinitionStoreException("Cannot enhance @Configuration bean definition '" +
							beanName + "' since it is not stored in an AbstractBeanDefinition subclass");
				}
				else if (logger.isInfoEnabled() && beanFactory.containsSingleton(beanName)) {
					logger.info("Cannot enhance @Configuration bean definition '" + beanName +
							"' since its singleton instance has been created too early. The typical cause " +
							"is a non-static @Bean method with a BeanDefinitionRegistryPostProcessor " +
							"return type: Consider declaring such methods as 'static'.");
				}
				//将全配置类放入map
				configBeanDefs.put(beanName, (AbstractBeanDefinition) beanDef);
			}
		}
		//
		if (configBeanDefs.isEmpty()) {
			// nothing to enhance -> return immediately
			enhanceConfigClasses.end();
			return;
		}
		if (IN_NATIVE_IMAGE) {
			throw new BeanDefinitionStoreException("@Configuration classes need to be marked as proxyBeanMethods=false. Found: " + configBeanDefs.keySet());
		}
 
		//创建配置类代理增强器
		ConfigurationClassEnhancer enhancer = new ConfigurationClassEnhancer();
		//循环map，生成代理对象
		for (Map.Entry entry : configBeanDefs.entrySet()) {
			AbstractBeanDefinition beanDef = entry.getValue();
			// If a @Configuration class gets proxied, always proxy the target class
			//代理的标识，是否被代理
			beanDef.setAttribute(AutoProxyUtils.PRESERVE_TARGET_CLASS_ATTRIBUTE, Boolean.TRUE);
			// Set enhanced subclass of the user-specified bean class
			//原始对象
			Class configClass = beanDef.getBeanClass();
			//CGLIB代理是基于父类实现的(继承)
			//代理对象
			// 代码二：使用CGLIB代理对配置类进行增强
			Class enhancedClass = enhancer.enhance(configClass, this.beanClassLoader);
			if (configClass != enhancedClass) {
				if (logger.isTraceEnabled()) {
					logger.trace(String.format("Replacing bean definition '%s' existing class '%s' with " +
							"enhanced class '%s'", entry.getKey(), configClass.getName(), enhancedClass.getName()));
				}
				//将生成的代理对象放入BD
				beanDef.setBeanClass(enhancedClass);
			}
		}
		enhanceConfigClasses.tag("classCount", () -> String.valueOf(configBeanDefs.keySet().size())).end();
	}

（2）代码块二：enhance()，使用CGLIB代理对配置类进行增强。


public Class enhance(Class configClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
		//判断是否被代理过
		//spring生成的代理类实现类EnhancedConfiguration接口
		if (EnhancedConfiguration.class.isAssignableFrom(configClass)) {
			if (logger.isDebugEnabled()) {
				logger.debug(String.format("Ignoring request to enhance %s as it has " +
						"already been enhanced. This usually indicates that more than one " +
						"ConfigurationClassPostProcessor has been registered (e.g. via " +
						"). This is harmless, but you may " +
						"want check your configuration and remove one CCPP if possible",
						configClass.getName()));
			}
			return configClass;
		}
		// 代码三：创建代理对象对应的class
		Class enhancedClass = createClass(newEnhancer(configClass, classLoader));
		if (logger.isTraceEnabled()) {
			logger.trace(String.format("Successfully enhanced %s; enhanced class name is: %s",
					configClass.getName(), enhancedClass.getName()));
		}
		return enhancedClass;
	}

（3）代码块三：createClass()，创建代理增强器完成代理，并返回代理对象的class。


private Class createClass(Enhancer enhancer) {
		Class subclass = enhancer.createClass();
		// Registering callbacks statically (as opposed to thread-local)
		// is critical for usage in an OSGi environment (SPR-5932)...
		// 代码四：注册回调函数
		Enhancer.registerStaticCallbacks(subclass, CALLBACKS);
		return subclass;
	}

（4）代码块四：registerStaticCallbacks()，注册回调函数。

根据不同方法调用不同的Callback完成方法的增强。

BeanMethodInterceptor 对方法的Class类型不属于Object.class,且方法名为setFactoryBean()，同时方法上有@Bean注解的方法进行增强
BeanFactoryAwareMethodInterceptor 对方法名为setFactoryBean()且方法类型为BeanFactoryAware.class的方法进行增强。
NoOp.INSTANCE：无操作。


// 回调函数都是无状态的
private static final Callback[] CALLBACKS = new Callback[] {
			new BeanMethodInterceptor(),
			new BeanFactoryAwareMethodInterceptor(),
			NoOp.INSTANCE
	};
 
 
 
 
private static class BeanMethodInterceptor implements MethodInterceptor, ConditionalCallback {
……
 
       //Class类型不属于Object.class,不是setFactoryBean()且方法上有@Bean注解
		@Override
		public boolean isMatch(Method candidateMethod) {
			return (candidateMethod.getDeclaringClass() != Object.class &&
					!BeanFactoryAwareMethodInterceptor.isSetBeanFactory(candidateMethod) &&
					BeanAnnotationHelper.isBeanAnnotated(candidateMethod));
		}
 
……
}
 
 
 
private static class BeanFactoryAwareMethodInterceptor implements MethodInterceptor, ConditionalCallback {
 
		……
        // setBeanFactory()方法才会执行这部分的增强
		@Override
		public boolean isMatch(Method candidateMethod) {
			return isSetBeanFactory(candidateMethod);
		}
 
    // 方法名为setBeanFactory()且方法类型为BeanFactoryAware，才会执行这部分的增强
		public static boolean isSetBeanFactory(Method candidateMethod) {
			return (candidateMethod.getName().equals("setBeanFactory") &&
					candidateMethod.getParameterCount() == 1 &&
					BeanFactory.class == candidateMethod.getParameterTypes()[0] &&
					BeanFactoryAware.class.isAssignableFrom(candidateMethod.getDeclaringClass()));
		}
 
        ……
 
}


 public static void registerStaticCallbacks(Class generatedClass, Callback[] callbacks) {
        setCallbacksHelper(generatedClass, callbacks, "CGLIB$SET_STATIC_CALLBACKS");
    }
 
private static void setCallbacksHelper(Class type, Callback[] callbacks, String methodName) {
        try {
            // Callback中methodName对应的方法
            Method setter = getCallbacksSetter(type, methodName);
            setter.invoke((Object)null, callbacks);
        } catch (NoSuchMethodException var4) {
            throw new IllegalArgumentException(type + " is not an enhanced class");
        } catch (IllegalAccessException var5) {
            throw new CodeGenerationException(var5);
        } catch (InvocationTargetException var6) {
            throw new CodeGenerationException(var6);
        }
    }
 
private static Method getCallbacksSetter(Class type, String methodName) throws NoSuchMethodException {
        return type.getDeclaredMethod(methodName, Callback[].class);
    }

（5）代码块五：newEnhancer()，创建CGLIB增强器完成代理。


//代码四：创建CGLIB代理增强器实例
	/**
	 * Creates a new CGLIB {@link Enhancer} instance.
	 */
	private Enhancer newEnhancer(Class configSuperClass, @Nullable ClassLoader classLoader) {
		Enhancer enhancer = new Enhancer();
		enhancer.setSuperclass(configSuperClass);
		enhancer.setInterfaces(new Class[] {EnhancedConfiguration.class});
		enhancer.setUseFactory(false);
		enhancer.setNamingPolicy(SpringNamingPolicy.INSTANCE);
		enhancer.setStrategy(new BeanFactoryAwareGeneratorStrategy(classLoader));
		//设置用于增强CallbackFilter
		enhancer.setCallbackFilter(CALLBACK_FILTER);
		enhancer.setCallbackTypes(CALLBACK_FILTER.getCallbackTypes());
		return enhancer;
	}

这里CallbackFilter的作用我们在代码演示里面大概知道其用途了。


private static class ConditionalCallbackFilter implements CallbackFilter {
 
		private final Callback[] callbacks;
 
		private final Class[] callbackTypes;
 
		// callbacks数组赋值
		public ConditionalCallbackFilter(Callback[] callbacks) {
			this.callbacks = callbacks;
			this.callbackTypes = new Class[callbacks.length];
			for (int i = 0; i < callbacks.length; i++) {
				this.callbackTypes[i] = callbacks[i].getClass();
			}
		}
 
		// 根据不同的方法匹配不同的callback
		@Override
		public int accept(Method method) {
			for (int i = 0; i < this.callbacks.length; i++) {
				Callback callback = this.callbacks[i];
				if (!(callback instanceof ConditionalCallback) || ((ConditionalCallback) callback).isMatch(method)) {
					return i;
				}
			}
			throw new IllegalStateException("No callback available for method " + method.getName());
		}
 
		public Class[] getCallbackTypes() {
			return this.callbackTypes;
		}
	}

三、BeanMethodInterceptor源码分析

通过上面对CALLBACKS数组简单了解，其中包含一个BeanMethodInterceptor实例，也了解了系统中注入的两个MethodInterceptor的isMatch()方法，使用BeanMethodInterceptor进行的情况居多，它会对大部分@Bean方法进行增强。

方法大致总结为：

1）根据方法名推断beanName。默认值为方法名称，如果有配置name属性，只要一个值时为这个唯一值，有多个值时，取下标为0的值。

2）获取Bean方法对应的代理模式，默认为NO。

3）检查所请求的bean是否是FactoryBean。如果是，创建一个子类完成代理。如果FactoryBean或其接口方法getObject()有一个被final修饰，如果是，存在如下两种情况。

a.方法返回值类型为接口，通过JDK动态代理完成方法增强。

b.如果返回值类型不是接口，无法完成代理，直接直接返回FactoryBean

否则通过CGLIB代理完成方法增强。

4）判断当前创建Bean的方法与实际调用的方法一致。比较线程本地变量存储的factoryMethod与当前方法是否一致。（方法名和参数列表一致）

a.如果一致，通过CGLIB代理完成方法增强，会执行父类方法，即@Bean方法里面实例化对象的方法。

b.如果不一致，根据当前调用方法对应的beanName和方法参数通过getBean获取相关实例beanInstance,设置该实例与factoryMethod对应的bean的依赖关系。返回这个实例对象。


private static class BeanMethodInterceptor implements MethodInterceptor, ConditionalCallback {
 
		
		@Override
		@Nullable
		public Object intercept(Object enhancedConfigInstance, Method beanMethod, Object[] beanMethodArgs,
					MethodProxy cglibMethodProxy) throws Throwable {
 
			ConfigurableBeanFactory beanFactory = getBeanFactory(enhancedConfigInstance);
			// 获取方法对应的beanName
			String beanName = BeanAnnotationHelper.determineBeanNameFor(beanMethod);
 
			// Determine whether this bean is a scoped-proxy
			if (BeanAnnotationHelper.isScopedProxy(beanMethod)) {
				String scopedBeanName = ScopedProxyCreator.getTargetBeanName(beanName);
				if (beanFactory.isCurrentlyInCreation(scopedBeanName)) {
					beanName = scopedBeanName;
				}
			}
 
			// 检查所请求的bean是否是FactoryBean。如果是，创建一个子类
			if (factoryContainsBean(beanFactory, BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName) &&
					factoryContainsBean(beanFactory, beanName)) {
				Object factoryBean = beanFactory.getBean(BeanFactory.FACTORY_BEAN_PREFIX + beanName);
				if (factoryBean instanceof ScopedProxyFactoryBean) {
					// Scoped proxy factory beans are a special case and should not be further proxied
					//有作用域的代理工厂bean是一种特殊情况，不应该被进一步代理
				}
				else {
					// It is a candidate FactoryBean - go ahead with enhancement
					// 代码六：对候选FactoryBean进行增强
					return enhanceFactoryBean(factoryBean, beanMethod.getReturnType(), beanFactory, beanName);
				}
			}
 
			//代码块九：当前创建Bean的方法与实际调用的方法一致
			if (isCurrentlyInvokedFactoryMethod(beanMethod)) {
				// The factory is calling the bean method in order to instantiate and register the bean
				// (i.e. via a getBean() call) -> invoke the super implementation of the method to actually
				// create the bean instance.
				if (logger.isInfoEnabled() &&
						BeanFactoryPostProcessor.class.isAssignableFrom(beanMethod.getReturnType())) {
					logger.info(String.format("@Bean method %s.%s is non-static and returns an object " +
									"assignable to Spring's BeanFactoryPostProcessor interface. This will " +
									"result in a failure to process annotations such as @Autowired, " +
									"@Resource and @PostConstruct within the method's declaring " +
									"@Configuration class. Add the 'static' modifier to this method to avoid " +
									"these container lifecycle issues; see @Bean javadoc for complete details.",
							beanMethod.getDeclaringClass().getSimpleName(), beanMethod.getName()));
				}
				//调用父类方法创建bean
				return cglibMethodProxy.invokeSuper(enhancedConfigInstance, beanMethodArgs);
			}
 
			//当前创建bean的方法与实际调用的方法不一致
			/**例如：
			 * f(){
			 * e();
			 * }
			 * 在执行f()方法中调用了e()方法；
			 * 当前执行的是f()方法，在执行到e()时，实际调用了e()，就会执行resolveBeanReference
			 * 类似于beanMethod就是当前执行方法栈的栈顶方法，f()是这个方法栈
			 */
			return resolveBeanReference(beanMethod, beanMethodArgs, beanFactory, beanName);
		}

（1）代码块六：enhanceFactoryBean()，完成通过FactroyBean方式创建的对象的代理。

这个方法大概总结为：

1） FactoryBean类及其getObject()方法是否被final修饰，如果这两个其中一个被final修饰。

a.如果是方法的返回值是接口类型，则通过JDK动态代理完成方法增强

b.不是接口类型，无法进行代理，直接返回FactoryBean。

2）如果不被final修饰，通过CGLIB代理实现方法增强。


private Object enhanceFactoryBean(final Object factoryBean, Class exposedType,
				final ConfigurableBeanFactory beanFactory, final String beanName) {
 
			try {
				Class clazz = factoryBean.getClass();
				// 类是否被final修饰
				boolean finalClass = Modifier.isFinal(clazz.getModifiers());
				// factoryBean的getObject()方法是否被final修饰
				boolean finalMethod = Modifier.isFinal(clazz.getMethod("getObject").getModifiers());
				if (finalClass || finalMethod) {
					// 如果是接口
					if (exposedType.isInterface()) {
						if (logger.isTraceEnabled()) {
							logger.trace("Creating interface proxy for FactoryBean '" + beanName + "' of type [" +
									clazz.getName() + "] for use within another @Bean method because its " +
									(finalClass ? "implementation class" : "getObject() method") +
									" is final: Otherwise a getObject() call would not be routed to the factory.");
						}
						// 代码七：通过FactoryBean创建接口类型的代理
						return createInterfaceProxyForFactoryBean(factoryBean, exposedType, beanFactory, beanName);
					}
					else {
						// 打印日志，final类型的类或final无法进行代理
						if (logger.isDebugEnabled()) {
							logger.debug("Unable to proxy FactoryBean '" + beanName + "' of type [" +
									clazz.getName() + "] for use within another @Bean method because its " +
									(finalClass ? "implementation class" : "getObject() method") +
									" is final: A getObject() call will NOT be routed to the factory. " +
									"Consider declaring the return type as a FactoryBean interface.");
						}
						return factoryBean;
					}
				}
			}
			catch (NoSuchMethodException ex) {
				// No getObject() method -> shouldn't happen, but as long as nobody is trying to call it...
			}
 
			// 代码八：通过FactoryBean创建CGLIB类型的代理
			return createCglibProxyForFactoryBean(factoryBean, beanFactory, beanName);
		}

（2）代码七：createInterfaceProxyForFactoryBean()，通过JDK动态代理完成增强。


// 通过FactoryBean创建接口类型的代理
		private Object createInterfaceProxyForFactoryBean(final Object factoryBean, Class interfaceType,
				final ConfigurableBeanFactory beanFactory, final String beanName) {
 
			//通过JDK动态代理实现对目标接口的增强
			return Proxy.newProxyInstance(
					factoryBean.getClass().getClassLoader(), new Class[] {interfaceType},
					(proxy, method, args) -> {
						if (method.getName().equals("getObject") && args == null) {
							return beanFactory.getBean(beanName);
						}
						return ReflectionUtils.invokeMethod(method, factoryBean, args);
					});
		}

（3）代码块八：createCglibProxyForFactoryBean()，通过CGLIB代理完成增强。


private Object createCglibProxyForFactoryBean(final Object factoryBean,
				final ConfigurableBeanFactory beanFactory, final String beanName) {
 
			// 创建CGLIB增强器
			Enhancer enhancer = new Enhancer();
			enhancer.setSuperclass(factoryBean.getClass());
			enhancer.setNamingPolicy(SpringNamingPolicy.INSTANCE);
			enhancer.setCallbackType(MethodInterceptor.class);
 
			// Ideally create enhanced FactoryBean proxy without constructor side effects,
			// analogous to AOP proxy creation in ObjenesisCglibAopProxy...
			Class fbClass = enhancer.createClass();
			Object fbProxy = null;
 
 
			// SpringObjenesis
			// spring特定变体，提供基于{@code Class}键而不是类名的缓存;
			// 就是通过Class可以获取对应的缓存实例
			// 从objenesis缓存获取对象
			if (objenesis.isWorthTrying()) {
				try {
					fbProxy = objenesis.newInstance(fbClass, enhancer.getUseCache());
				}
				catch (ObjenesisException ex) {
					logger.debug("Unable to instantiate enhanced FactoryBean using Objenesis, " +
							"falling back to regular construction", ex);
				}
			}
 
			if (fbProxy == null) {
				try {
					// 通过无参构造器创建对象
					fbProxy = ReflectionUtils.accessibleConstructor(fbClass).newInstance();
				}
				catch (Throwable ex) {
					throw new IllegalStateException("Unable to instantiate enhanced FactoryBean using Objenesis, " +
							"and regular FactoryBean instantiation via default constructor fails as well", ex);
				}
			}
 
			((Factory) fbProxy).setCallback(0, (MethodInterceptor) (obj, method, args, proxy) -> {
				if (method.getName().equals("getObject") && args.length == 0) {
					return beanFactory.getBean(beanName);
				}
				return proxy.invoke(factoryBean, args);
			});
 
			return fbProxy;
		}

（4）代码块九：isCurrentlyInvokedFactoryMethod()，当前创建Bean的FactoryMethod与实际调用的方法是否一致。

我们需要明白什么时候会执行@Bean标记的方法？

在实例对象的时候，@Bean标记的方法是被作为FactoryMethod创建实例的一种。最终都是会调用SimpleInstantiationStrategy的实例化方法instantiate()进行对象的实例化，


protected BeanWrapper createBeanInstance(String beanName, RootBeanDefinition mbd, @Nullable Object[] args) {
……
if (mbd.getFactoryMethodName() != null) {
			// 实例化对象的工厂方法也存在重载的情况，推断工厂方法的逻辑与推断构造器的逻辑类似
			return instantiateUsingFactoryMethod(beanName, mbd, args);
		}
……
}

而SimpleInstantiationStrategy类维护了一个线程本地变量currentlyInvokedFactoryMethod，用来存储当前线程执行的FactoryMethod，实例化方法instantiate()中会给这个变量设置值。


public class SimpleInstantiationStrategy implements InstantiationStrategy {
 
	
//当前线程执行的FactoryMethod
private static final ThreadLocal currentlyInvokedFactoryMethod = new ThreadLocal<>();
 
 
@Override
	public Object instantiate(RootBeanDefinition bd, @Nullable String beanName, BeanFactory owner,
			@Nullable Object factoryBean, final Method factoryMethod, Object... args) {
     
    // 设置线程本地变量值
    currentlyInvokedFactoryMethod.set(factoryMethod);
	Object result = factoryMethod.invoke(factoryBean, args);
	if (result == null) {
	    result = new NullBean();
	}
    return result;
   }
 
}

比较当前调用方法与线程本地变量存储的factoryMethod的方法名称及形参列表（形参个数及形参类型都一致）是否一致。


// 判断method与当前的FactoryMethod是否相同
		private boolean isCurrentlyInvokedFactoryMethod(Method method) {
			// 当前创建bean对应的方法(@Bean标记的方法名会被作为FactoryMethod保存在缓存中)
			Method currentlyInvoked = SimpleInstantiationStrategy.getCurrentlyInvokedFactoryMethod();
			// 方法名和参数列表（个数和参数类型）相同
			return (currentlyInvoked != null && method.getName().equals(currentlyInvoked.getName()) &&
					Arrays.equals(method.getParameterTypes(), currentlyInvoked.getParameterTypes()));
		}

如果一致，使用CGLIB代理，就会执行父类方法。

（5）代码块十：resolveBeanReference()，解决对象引用。

当前创建bean的方法与实际调用的方法不一致时，会进入这个方法，我们看到，这里获取beanName对应的实例是通过getBean()，而不是调用实例化方法instantiate()，所以不会多次实例化。

这个方法大概总结为：

1）判断当前对象beanName是否正在创建，如果是，临时设置创建中的状态为 false，以避免异常。

2）获取方法参数数组，如果方法参数数组中有一个值为null，舍弃参数，因为初始化或获取对应的实例时，不运行构造参数模棱两可。

3）如果是参数不满足要求，获取（或创建，看容器中是否存在）无参实例。满足要求则获取（或创建，看容器中是否存在）有参实例。

4）如果获取的实例beanInstance不为null，但方法返回值类型与实例类型不匹配，抛出异常（IllegalStateException）。

5）获取线程本地变量存储的factoryMethod，设置当前实例beanInstance对应的beanName与其的依赖关系。返回beanInstance。（相对于beanInstance是factoryMethod对应的bean的一个属性。）

6）设置创建中的状态的值。


private Object resolveBeanReference(Method beanMethod, Object[] beanMethodArgs,
				ConfigurableBeanFactory beanFactory, String beanName) {
 
			// The user (i.e. not the factory) is requesting this bean through a call to
			// the bean method, direct or indirect. The bean may have already been marked
			// as 'in creation' in certain autowiring scenarios; if so, temporarily set
			// the in-creation status to false in order to avoid an exception.
			// 是否正在创建，false
			boolean alreadyInCreation = beanFactory.isCurrentlyInCreation(beanName);
			try {
				if (alreadyInCreation) {
					beanFactory.setCurrentlyInCreation(beanName, false);
				}
				boolean useArgs = !ObjectUtils.isEmpty(beanMethodArgs);
				// 参数不为空且是单例对象
				if (useArgs && beanFactory.isSingleton(beanName)) {
					// Stubbed null arguments just for reference purposes,
					// expecting them to be autowired for regular singleton references?
					// A safe assumption since @Bean singleton arguments cannot be optional...
					for (Object arg : beanMethodArgs) {
						if (arg == null) {
							useArgs = false;
							break;
						}
					}
				}
				//不是直接调用父类方法(new)，而是通过beanFactory.getBean(beanName)
				// 要不要传参，如果beanMethodArgs包含有null值，调用无参的方法获取bean
				// 为什么不会实例化多次的原因，先去从容器中获取
				Object beanInstance = (useArgs ? beanFactory.getBean(beanName, beanMethodArgs) :
						beanFactory.getBean(beanName));
				if (!ClassUtils.isAssignableValue(beanMethod.getReturnType(), beanInstance)) {
					// Detect package-protected NullBean instance through equals(null) check
					if (beanInstance.equals(null)) {
						if (logger.isDebugEnabled()) {
							logger.debug(String.format("@Bean method %s.%s called as bean reference " +
									"for type [%s] returned null bean; resolving to null value.",
									beanMethod.getDeclaringClass().getSimpleName(), beanMethod.getName(),
									beanMethod.getReturnType().getName()));
						}
						beanInstance = null;
					}
					else {
						String msg = String.format("@Bean method %s.%s called as bean reference " +
								"for type [%s] but overridden by non-compatible bean instance of type [%s].",
								beanMethod.getDeclaringClass().getSimpleName(), beanMethod.getName(),
								beanMethod.getReturnType().getName(), beanInstance.getClass().getName());
						try {
							BeanDefinition beanDefinition = beanFactory.getMergedBeanDefinition(beanName);
							msg += " Overriding bean of same name declared in: " + beanDefinition.getResourceDescription();
						}
						catch (NoSuchBeanDefinitionException ex) {
							// Ignore - simply no detailed message then.
						}
						throw new IllegalStateException(msg);
					}
				}
				Method currentlyInvoked = SimpleInstantiationStrategy.getCurrentlyInvokedFactoryMethod();
				if (currentlyInvoked != null) {
					// 默认为方法名，如果自定义了name，使用自定义的name，如果自定义了多个name，取下标为0的那个作为name
					String outerBeanName = BeanAnnotationHelper.determineBeanNameFor(currentlyInvoked);
					// 维护依赖关系集合，beanName需要被添加到哪些bean(dependentBeanMap)，outerBeanName需要哪些依赖(dependenciesForBean)
					beanFactory.registerDependentBean(beanName, outerBeanName);
				}
				return beanInstance;
			}
			finally {
                // false
				if (alreadyInCreation) {
					// 设置为正在创建
					beanFactory.setCurrentlyInCreation(beanName, true);
				}
			}
		}

（6）BeanFactoryAwareMethodInterceptor实现的方法增强。

如果方法名称为setBeanFactory()且返回值类型为BeanFactoryAware.class，直接调用父类的setBeanFactory()方法，不进行任何增强。


private static class BeanFactoryAwareMethodInterceptor implements MethodInterceptor, ConditionalCallback {
 
		@Override
		@Nullable
		public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
			// 根据class类型和name查找field
			Field field = ReflectionUtils.findField(obj.getClass(), BEAN_FACTORY_FIELD);
			Assert.state(field != null, "Unable to find generated BeanFactory field");
			field.set(obj, args[0]);
 
			// Does the actual (non-CGLIB) superclass implement BeanFactoryAware?
			// If so, call its setBeanFactory() method. If not, just exit.
			if (BeanFactoryAware.class.isAssignableFrom(ClassUtils.getUserClass(obj.getClass().getSuperclass()))) {
				//调用BeanFactoryAware.setBeanFactory()
				return proxy.invokeSuper(obj, args);
			}
			return null;
		}
 
}

（7）代码分析

看完源码，我们对如下代码进行分析。


@Configuration
public class SpringProxy {
 
 
	@Bean
	public A a(){
		System.out.println("init A");
		return new A();
	}
 
 
	@Bean
	public B b(){
		a();
		System.out.println("init B");
		return new B();
	}
 
}

1）A对象实例化时，通过工厂方法实例化 A对象，把当前线程本地变量currentlyInvokedFactoryMethod赋值为a()，进入a()方法，判断当前调用方法（a()）是否与线程本地变量存储的factoryMethod一致，一致，执行CGLIB代理，就会调用父类方法进行实例化。（new A()）。

2）B对象实例化时，通过工厂方法实例化 B对象，把当前线程本地变量currentlyInvokedFactoryMethod赋值为b()，进入b()方法，判断当前调用方法（b()）是否与线程本地变量存储的factoryMethod一致，一致，执行CGLIB代理，就会调用父类方法进行实例化。（a()）。

3）B对象实例化调用父类方法时，会执行a()方法，判断当前调用方法（a()）是否与线程本地变量存储的factoryMethod（b()）一致，不一致，获取方法名和方法参数，通过getBean()获取方法对应的实例对象beanInstance，并把该实例作为当前线程本地变量存储的factoryMethod（b()）对应的bean的一个依赖，并进行维护依赖关系相关集合。返回获取的beanInstance。

4）a()返回后，继续执行（b()）父类的方法（new B()），完成B对象的实例化。

四、总结

我们知道java类实例化的基本流程是先将.java文件编译成.class文件，然后通过类加载器加载class文件到jvm中，jvm将class解析成字节码（byte）。而动态代理则是直接生成对应的字节码（byte），在需要创建大量类的系统中，使用动态代理可以防止类爆炸。

通过前面的源码阅读，@Configuration注解标识的类会使用代理，可以保证生成的对象是单例的，我们在开发中可以好好利用这个特性。

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原文地址：https://blog.csdn.net/ZHANGLI_WORB/article/details/133935714