设计模式之五S:动态代理模式(Dynamic Proxy Pattern)

本文详细解析了Java代理模式的概念、作用、分类(静态代理与动态代理),并深入探讨了如何通过静态代理和动态代理实现具体功能。同时,文章还介绍了Java代理模式在实际场景中的应用,如授权机制、图片缓存、远程调用等。

代理模式的作用是:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在某些情况下,一个客户不想或者不能直接引用另一个对象,而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。

抽象角色:声明真实对象和代理对象的共同接口;
代理角色:代理对象角色内部含有对真实对象的引用,从而可以操作真实对象,同时代理对象提供与真实对象相同的接口以便在任何时刻都能代替真实对象。同时,代理对象可以在执行真实对象操作时,附加其他的操作,相当于对真实对象进行封装。
真实角色:代理角色所代表的真实对象,是我们最终要引用的对象。

按照代理的创建时期,代理类可以分为两种。 
静态代理:由程序员创建或特定工具自动生成源代码,再对其编译。在程序运行前,代理类的.class文件就已经存在了。 
动态代理:在程序运行时,运用反射机制动态创建而成。 

一. 首先看一下静态代理: 
/** 
 * 定义一个账户接口 
 */  
public  interface  Count {  
    // 查看账户方法  
    public  void  queryCount();  
    // 修改账户方法  
    public  void  updateCount();  
}  
/** 
 * 委托类(包含业务逻辑) 
 */  
public class  CountImpl   implements   Count {  
    @Override  
    public void  queryCount() {  
        System.out.println("查看账户方法...");  
    }  
    @Override  
    public  void  updateCount() {  
        System.out.println("修改账户方法...");  
    }  
}  

/** 
 * 这是一个代理类(增强CountImpl实现类) 
 */  
public class  CountProxy   implements   Count {  
    private  CountImpl  countImpl;   
    /** 
     * 覆盖默认构造器 
     */  
    public CountProxy(CountImpl  countImpl) {  
        this.countImpl = countImpl;  
    }  
    @Override  
    public void queryCount() {  
        System.out.println("事务处理之前");  
        // 调用委托类的方法;  
        countImpl.queryCount();  
        System.out.println("事务处理之后");  
    }  
    @Override  
    public  void   updateCount() {  
        System.out.println("事务处理之前");  
        // 调用委托类的方法;  
        countImpl.updateCount();  
        System.out.println("事务处理之后");  
    }  
}  
/** 
 *测试Count类 
 */  
public class TestCount {  
    public static void main(String[] args) {  
        CountImpl  countImpl = new  CountImpl();  
        CountProxy  countProxy = new  CountProxy(countImpl);  
        countProxy.updateCount();  
        countProxy.queryCount();  
    }  
}  

观察代码可以发现每一个代理类只能为一个接口服务,这样一来程序开发中必然会产生过多的代理,而且,所有的代理操作除了调用的方法不一样之外,其他的操作都一样,则此时肯定是重复代码。解决这一问题最好的做法是可以通过一个代理类完成全部的代理功能,那么此时就必须使用动态代理完成。 
二. 再来看一下动态代理: JDK动态代理中包含一个类和一个接口
public interface InvocationHandler { 
     public  Object  invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throws Throwable; 

参数说明: 
Object proxy:指被代理的对象。 
Method method:要调用的方法 
Object[] args:方法调用时所需要的参数 
可以将InvocationHandler接口的子类想象成一个代理的最终操作类,替换掉ProxySubject。 
Proxy类: 
Proxy类是专门完成代理的操作类,可以通过此类为一个或多个接口动态地生成实现类,此类提供了如下的操作方法: 
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, 
InvocationHandler h) 
                               throws IllegalArgumentException 
参数说明: 
ClassLoader loader:类加载器 
Class<?>[] interfaces:得到全部的接口 
InvocationHandler h:得到InvocationHandler接口的子类实例 
Ps:类加载器 
在Proxy类中的newProxyInstance()方法中需要一个ClassLoader类的实例,ClassLoader实际上对应的是类加载器,在Java中主要有一下三种类加载器; 
Booststrap ClassLoader:此加载器采用C++编写,一般开发中是看不到的; 
Extendsion ClassLoader:用来进行扩展类的加载,一般对应的是jre\lib\ext目录中的类; 
AppClassLoader:(默认)加载classpath指定的类,是最常使用的是一种加载器。 
动态代理 
与静态代理类对照的是动态代理类,动态代理类的字节码在程序运行时由Java反射机制动态生成,无需程序员手工编写它的源代码。动态代理类不仅简化了编程工作,而且提高了软件系统的可扩展性,因为Java 反射机制可以生成任意类型的动态代理类。java.lang.reflect 包中的Proxy类和InvocationHandler 接口提供了生成动态代理类的能力。 
动态代理示例: 
public interface BookFacade {  
    public void addBook();  
}  

public class  BookFacadeImpl  implements  BookFacade {  
    @Override  
    public void addBook() {  
        System.out.println("增加图书方法。。。");  
    }  
}   

/** 
 * JDK动态代理代理类 
 */  
public class  BookFacadeProxy  implements  InvocationHandler {  
    private Object  target;  
    //绑定委托对象并返回一个代理类 
    public Object bind(Object target) {  
        this.target = target;  
        //取得代理对象  
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),  
               target.getClass().getInterfaces(), this); //要绑定接口(cglib弥补了这一缺陷)  
    }  

    @Override  
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)  
            throws Throwable {  
        Object result=null;  
        System.out.println("事物开始");  
        //执行方法  
        result=method.invoke(target, args);  
        System.out.println("事物结束");  
        return result;  
    }  
}  

3、
public class TestProxy {  
    public static void main(String[] args) {  
        BookFacadeProxy proxy = new BookFacadeProxy();  
        BookFacade bookProxy = (BookFacade) proxy.bind(new BookFacadeImpl());  
        bookProxy.addBook();  
    }  
}  
但是,JDK的动态代理依靠接口实现,如果有些类并没有实现接口,则不能使用JDK代理,这就要使用cglib动态代理了。 
三. #Cglib动态代理 #
JDK的动态代理机制只能代理实现了接口的类,而不能实现接口的类就不能实现JDK的动态代理,cglib是针对类来实现代理的,他的原理是对指定的目标类生成一个子类,并覆盖其中方法实现增强,但因为采用的是继承,所以不能对final修饰的类进行代理。 
1、
public interface BookFacade {  
    public void addBook();  
}  
2、
//这个是没有实现接口的实现类  
public class BookFacadeImpl1 {  
    public void addBook() {  
        System.out.println("增加图书的普通方法...");  
    }  
}  

3、
//使用cglib动态代理 
public class BookFacadeCglib implements MethodInterceptor {  
    private Object target;  
    // 创建代理对象 
    public Object getInstance(Object target) {  
        this.target = target;  
        Enhancer enhancer = new Enhancer();  
        enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());  
        // 回调方法  
        enhancer.setCallback(this);  
        // 创建代理对象  
        return enhancer.create();  
    }    
    @Override  
    // 回调方法  
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,  
            MethodProxy proxy) throws Throwable {  
        System.out.println("事物开始");  
        proxy.invokeSuper(obj, args);  
        System.out.println("事物结束");  
        return null;  
    }  
}  
4、
public class TestCglib {  
    public static void main(String[] args) {  
        BookFacadeCglib  cglib=new  BookFacadeCglib();  
        BookFacadeImpl1  bookCglib=(BookFacadeImpl1)cglib.getInstance(new BookFacadeImpl1());  
        bookCglib.addBook();  
    }  

四.代理模式使用原因和应用方面
(1)授权机制 不同级别的用户对同一对象拥有不同的访问权利,如Jive论坛系统中,就使用Proxy进行授权机制控制,访问论坛有两种人:注册用户和游客(未注册用户),Jive中就通过类似ForumProxy这样的代理来控制这两种用户对论坛的访问权限.
(2)某个客户端不能直接操作到某个对象,但又必须和那个对象有所互动.
     举例两个具体情况: 
     如果那个对象是一个是很大的图片,需要花费很长时间才能显示出来,那么当这个图片包含在文档中时,使用编辑器或浏览器打开这个文档,打开文档必须很迅速,不能等待大图片处理完成,这时需要做个图片Proxy来代替真正的图片.
     如果那个对象在Internet的某个远端服务器上,直接操作这个对象因为网络速度原因可能比较慢,那我们可以先用Proxy来代替那个对象.    
     总之:对于开销很大的对象,只有在使用它时才创建,这个原则可以为我们节省很多宝贵的Java内存. 所以,有些人认为Java耗费资源内存,我以为这和程序编制思路也有一定的关系.
(3)现实中,Proxy应用范围很广,现在流行的分布计算方式RMI和Corba等都是Proxy模式的应用
从代理模式到反射:  http://www.iteye.com/topic/629339
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