如何在 Java 中实现包装装饰器？

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何在 Java 中实现包装装饰器？

【英文标题】：How to implement a wrapper decorator in Java?

【发布时间】：2016-04-08 07:20:35

【问题描述】：

问题是创建现有对象的动态增强版本。

我无法修改对象的Class。相反，我必须：

子类化它 将现有对象包装在新的Class 中 将所有原始方法调用委托给包装对象 实现由另一个接口定义的所有方法

添加到现有对象的接口是：

public interface EnhancedNode 

  Node getNode();
  void setNode(Node node);

  Set getRules();
  void setRules(Set rules);

  Map getGroups();
  void setGroups(Map groups);

有了Byte Buddy，我设法继承并实现了我的接口。问题是对包装对象的委托。我发现这样做的唯一方法是使用太慢的反射（我的应用程序负载很重，性能很关键）。

到目前为止，我的代码是：

Class<? extends Node> proxyType = new ByteBuddy()
     .subclass(node.getClass(), ConstructorStrategy.Default.IMITATE_SUPER_TYPE_PUBLIC)
     .method(anyOf(finalNode.getClass().getMethods())).intercept(MethodDelegation.to(NodeInterceptor.class))
     .defineField("node", Node.class, Visibility.PRIVATE)
     .implement(EnhancedNode.class).intercept(FieldAccessor.ofBeanProperty())
     .defineField("groups", Map.class, Visibility.PRIVATE)
     .implement(EnhancedNode.class).intercept(FieldAccessor.ofBeanProperty())
     .defineField("rules", Set.class, Visibility.PRIVATE)
     .implement(EnhancedNode.class).intercept(FieldAccessor.ofBeanProperty())
     .make()
     .load(getClass().getClassLoader(), ClassLoadingStrategy.Default.WRAPPER)
     .getLoaded();
enhancedClass = (Class<N>) proxyType;
EnhancedNode enhancedNode = (EnhancedNode) enhancedClass.newInstance();
enhancedNode.setNode(node);

其中Node 是要子类化/包装的对象。 NodeInterceptor 将调用的方法转发到getNode 属性。

这里是NodeInterceptor的代码：

public class NodeInterceptor 

  @RuntimeType
  public static Object intercept(@Origin Method method,
                               @This EnhancedNode proxy,
                               @AllArguments Object[] arguments)
        throws Exception 
      Node node = proxy.getNode();
      Object res;
      if (node != null) 
          res = method.invoke(method.getDeclaringClass().cast(node), arguments);
       else 
          res = null;
      
      return res;
  

一切正常但拦截方法太慢，我打算直接使用ASM添加Node的每个方法的实现但我希望有一个更简单的方法使用Byte Buddy。

【问题讨论】：

我不知道 Byte-Buddy，但我看到一个新的代理类被一遍又一遍地创建的机会。是否有某种缓存？

顺便说一句，你如何强制给定节点的类具有公共默认构造函数？

你有一个接口，你添加了字段和方法......为什么你不能自己创建一个包装类没有这个动态增强？

@HannoBinder 该类为每个 Node 子类缓存，您是对的，这些类需要默认构造函数，这是另一个未解决的问题 ;)

@AdamSkywalker 我需要动态增强器，因为节点位于巨大的集合中，如果我将它们包装在不同的类中，我必须在每次客户端需要节点子集时循环遍历集合以提取它们，这是表演的问题。使用子类，我可以返回包装器集合而无需转换

【参考方案1】：

您可能希望使用 Pipe 而不是反射 API：

public class NodeInterceptor 

  @RuntimeType
  public static Object intercept(@Pipe Function<Node, Object> pipe,
                                 @FieldValue("node") Node proxy) throws Exception 
      return proxy != null
        ? pipe.apply(proxy);
        : null;
  

为了使用管道，您首先需要安装它。如果您有可用的 Java 8，则可以使用 java.util.Function。否则，只需定义一些类型：

interface Function<T, S>  S apply(T t); 

你自己。类型名称和方法无关。安装类型：

MethodDelegation.to(NodeInterceptor.class)
                .appendParameterBinder(Pipe.Binder.install(Function.class));

但是，您确定反射部分是应用程序性能问题的关键点吗？您是否正确缓存生成的类并且您的缓存是否有效地工作？反射 API 比它的声誉更快，尤其是因为使用 Byte Buddy 往往意味着单态调用站点。

最后，一些一般性的反馈。你在打电话

.implement(EnhancedNode.class).intercept(FieldAccessor.ofBeanProperty())

多次。这没有效果。此外，method.getDeclaringClass().cast(node) 不是必需的。反射 API 为您执行转换。

【讨论】：

作为性能说明，在我的单元测试中，我对方法（添加的和代理的方法）进行了 1.000.000.000 次调用，反射我有将近 10 秒的执行时间，我有你的解决方案大约 9 毫秒的执行时间，干得好！

太好了，感谢您的反馈。我想知道你正在运行什么 Java 版本。与最新版本相比，Reflection 有了很大改进，我在最近的 Java 8 VM 上运行了所有性能测试。

单元测试在 Mac OS X 上使用 Oracle JDK 1.8.0_45 运行，反射 API 的性能仅与此类调用过多的关键组件相关

反射 API 的性能因调用站点单态性而有很大差异。这与 cglib 类似。 Byte Buddy 旨在实现呼叫站点单态性，我想这就是您正在经历的。 （作为未来读者的说明。）

另一个关于性能的说明，使用 Oracle JDK 1.7，Pipe 解决方案变成了大约 3 秒，而不是 JDK 1.8 的 9 毫秒