設計模式之代理模式

什麼是代理模式

代理模式就是為一個對象提供一個代理對象,由這個代理對象控制對該對象的訪問。

理解代理模式,可以對照生活中的一些具體例子,比如房產中介、二手車交易市場、經紀人等。

為什麼要用代理模式

通過使用代理模式,我們避免了直接訪問目標對象時可能帶來的一些問題,比如:遠程調用,需要使用遠程代理來幫我們處理一些網絡傳輸相關的細節邏輯;可能需要基於某種權限控制對目標資源的訪問,可以使用保護代理等。

總的來說,通過是用代理模式,我們可以控制對目標對象的訪問,可以在真實方法被調用前或調用后,通過代理對象加入額外的處理邏輯。

代理模式分類

代理模式分為靜態代理和動態代理。動態代理根據實現不同又可細分為JDK動態代理和cglib動態代理。

靜態代理是由程序員創建或工具生成代理類的源碼,再編譯代理類。所謂靜態也就是在程序運行前就已經存在代理類的字節碼文件,代理類和委託類的關係在運行前就確定了。

動態代理是在實現階段不用關心代理類,而在運行時動態生成代理類的。

靜態代理

以房哥買房子為例,用代碼實現靜態代理。

1、首先建立一個Seller接口

public interface Seller {
    void sell();
}

2、創建實現類,房哥,有一個方法,就是買房子

public class FangGe implements Seller{
    @Override
    public void sell() {
        System.out.println("房哥要出手一套四合院");
    }
}

3、買房子需要找到買家,達成交易后還要辦理過戶等其他手續,房哥只想賣房收錢就完了。因此,需要找一個代理來幫房哥處理這些雜事。

我們創建一個代理類FangGeProxy,代理類也需要實現Seller接口,行為上要保持和FangGe一樣,都是要賣房子。同時該代理類還需要持有房哥的引用。

public class FangGeProxy implements Seller{
    private FangGe fangGe;

    public FangGeProxy(FangGe fangGe){
        this.fangGe = fangGe;
    }
    @Override
    public void sell() {
        findBuyer();
        fangGe.sell();
        afterSell();
    }
    
    public void findBuyer(){
        System.out.println("代理幫助尋找買主");
    }
    
    public void afterSell(){
        System.out.println("達成交易后,辦理相關手續");
    }
}

可以看到,房哥的代理類通過findBuyer()和afterSell()兩個方法幫助房哥完成了其他一些雜事。

4、測試類

public class StaticProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Seller seller = new FangGeProxy(new FangGe());
        seller.sell();
    }
}

輸出:

代理幫助尋找買主
房哥要出手一套四合院
達成交易后,辦理相關手續

最後,看下類圖

靜態代理的問題:

1、由於靜態代理類在編譯前已經確定了代理的對象,因此靜態代理只能代理一種類型的類,如果要給大量的類做代理,就需要編寫大量的代理類;

2、如果我們要給Seller,也就是目標對象要增加一些方法,則需要同步修改代理類,不符合開閉原則。

JDK動態代理

JDK的動態代理依賴於jdk給我們提供的類庫實現,是一種基於接口實現的動態代理,在編譯時並不知道要代理哪個類,而是在運行時動態生成代理類。同時也解決了靜態代理中存在的問題。

我們接上上面靜態代理的例子,繼續實現JDK的動態代理。

1、我們建一個方法轉發的處理器類,該類需要實現InvocationHandler接口。

public class SellerInvocationHandler implements InvocationHandler {

    // 要代理的真實對象
    private Object target;

    /**
     * 使用Proxy類靜態方法獲取代理類實例
     */
    public Object getProxyInstance(Object target){
        this.target = target;
        Class<?> clazz = target.getClass();
        return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(),clazz.getInterfaces(),this);
    }
    
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        before();
        Object obj = method.invoke(this.target, args);
        after();
        return obj;
    }

    private void before() {
        System.out.println("執行方法前");
    }
    
    private void after() {
        System.out.println("執行方法后");
    }
}

2、新建JDK動態代理測試類,首先代理房哥賣房子

public class JDKDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {

        // new一個房哥,下面幫房哥找個代理
        FangGe fangGe = new FangGe();
        SellerInvocationHandler sellerInvocationHandler = new SellerInvocationHandler();
        
        // 房哥的代理對象
        Seller seller = (Seller) sellerInvocationHandler.getProxyInstance(fangGe);
        seller.sell();

    }
}

輸出:

執行方法前
房哥要出手一套四合院
執行方法后

可以看到,完成了代理。

3、接下來我們新建另外一個類,User類,並使用JDK動態代理完成代理User類

public interface IUser {
    void sayHello();

    void work();
}

public class UserImpl implements IUser{
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("hello,我是小明");
    }

    @Override
    public void work() {
        System.out.println("我正在寫代碼");
    }
}

修改測試類,

public class JDKDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {

/*        // new一個房哥,下面幫房哥找個代理
        FangGe fangGe = new FangGe();
        SellerInvocationHandler sellerInvocationHandler = new SellerInvocationHandler();

        // 房哥的代理對象
        Seller seller = (Seller) sellerInvocationHandler.getProxyInstance(fangGe);
        seller.sell();*/

        // 代理user類
        IUser user = new UserImpl();
        SellerInvocationHandler sellerInvocationHandler = new SellerInvocationHandler();
        IUser userProxy = (IUser) sellerInvocationHandler.getProxyInstance(user);
        userProxy.sayHello();
        userProxy.work();

    }
}

輸出:

執行方法前
hello,我是小明
執行方法后
執行方法前
我正在寫代碼
執行方法后

可以看到,我們SellerInvocationHandler 並未做任何改動,它便能為UserImpl類生成代理,並在執行方法的前後增加額外的執行邏輯。

cglib動態代理

JDK動態代理有一個局限就是,被代理的類必須要實現接口。如果被代理的類沒有實現接口,則JDK動態代理就無能為力了。這個時候該cglib動態代理上場了。

CGLIB是一個功能強大,高性能的代碼生成包。它為沒有實現接口的類提供代理,為JDK的動態代理提供了很好的補充。通常可以使用Java的動態代理創建代理,但當要代理的類沒有實現接口或者為了更好的性能,CGLIB是一個好的選擇。

1、新建一個MyCglibInterceptor,實現MethodInterceptor接口。該類類似於JDK動態代理中的InvocationHandler實例,是實現cglib動態代理的主要類。

public class MyCglibInterceptor implements MethodInterceptor {

    public Object getCglibProxyInstance(Object object){
        // 相當於Proxy,創建代理的工具類
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(object.getClass());
        enhancer.setCallback(this);
        return enhancer.create();
    }

    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        before();
        Object obj = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
        after();
        return obj;
    }

    private void before() {
        System.out.println("執行方法之前");
    }

    private void after() {
        System.out.println("執行方法之後");
    }
}

2、新建cglib動態代理的測試類,先代理上面例子中的User類。

public class CglibDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        MyCglibInterceptor myCglibInterceptor = new MyCglibInterceptor();
        IUser userCglibProxy = (IUser) myCglibInterceptor.getCglibProxyInstance(new UserImpl());
        userCglibProxy.sayHello();
        userCglibProxy.work();
    }
}

輸出:

執行方法之前
hello,我是小明
執行方法之後
執行方法之前
我正在寫代碼
執行方法之後

3、新建一個類HelloWorld,不實現任何接口,為該類實現動態代理。

public class HelloWorld {
    public void hello(){
        System.out.println("世界這麼大,我想去看看");
    }
}

測試代理類

public class CglibDynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
/*        MyCglibInterceptor myCglibInterceptor = new MyCglibInterceptor();
        IUser userCglibProxy = (IUser) myCglibInterceptor.getCglibProxyInstance(new UserImpl());
        userCglibProxy.sayHello();
        userCglibProxy.work();*/

        // 代理未實現任何接口的類
        MyCglibInterceptor myCglibInterceptor = new MyCglibInterceptor();
        HelloWorld helloWorldProxy = (HelloWorld) myCglibInterceptor.getCglibProxyInstance(new HelloWorld());
        helloWorldProxy.hello();
    }
}

輸出:

執行方法之前
世界這麼大,我想去看看
執行方法之後

使用cglib動態代理,我們實現了對普通類的代理。

(完)

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