设计模式之代理模式(proxy)

基本介绍

  • 代理模式:为一个对象提供一个替身,可以控制对这个对象的访问。即通过代理对象访问目标对象。这样做的好处是:可以在目标对象实现的基础上,增强额外的功能操作,即扩展目标对象的功能
  • 被代理兑现可以是远程对象、创建开销大的对象或者需要安全控制的对象
  • 代理模式有不同的形式,主要有三种:静态代理,动态代理(jdk代理、接口代理)和Cglib代理(可以在内存动态的创建对象,而不需要实现接口,他实际上也是属于动态代理的范畴)
  • 代理模式示意图
    image

静态代理

基本介绍

静态代理在使用时,需要定义接口或者父类,被代理对象(即目标对象target)与代理对象一起实现相同的接口或者是继承相同的父类

案例

  • 定义一个接口:ITeacherDao
  • 目标对象TeacherDao实现接口ITeacherDao
  • 使用静态代理方式就需要在代理对象TeacherDaoProxy中也实现ITeacherDao
  • 调用的时候通过代理对象的方法来调用目标对象
  • 特别提醒:代理对象与目标对象要实现相同的接口,然后通过调用相同的方法来调用目标对象的方法
    image
public interface ITeacherDao {
    void teach();
}
public class TeacherDao implements ITeacherDao {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("正在教书");
    }
}
public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao {
    private ITeacherDao target;

    public TeacherDaoProxy(ITeacherDao target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("开始代理");
        target.teach();
        System.out.println("代理结束");
    }
}
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ITeacherDao teacherDao = new TeacherDao();
        ITeacherDao teacherDaoProxy = new TeacherDaoProxy(teacherDao);
        teacherDaoProxy.teach();
    }
}

优缺点:

  • 在不修改目标对象功能前提下,能通过代理对象对目标功能扩展
  • 因为代理对象需要与目标对象实现一样的接口,所以会有很多代理类
  • 一旦接口增加方法,目标对象与代理对象都要维护

动态代理

基本介绍

  • 代理对象,不需要实现接口,但是目标对象要实现接口,否则不能用动态代理类
  • 代理对象的生成,是利用jdk的API,动态的在内存中构建代理对象
  • 动态代理也叫做:jdk代理,接口代理

jdk中生成代理对象的API

  • 代理类所在包:java.lang.reflect.Proxy
  • jdk实现代理只需要使用newProxyInstance方法,但是该方法需要接受三个参数,完整的写法是:
static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)

案例

将前面的静态代理改进成为动态代理(jdk代理模式)
类图如下
image

public interface ITeacherDao {
    void teach();
}
public class TeacherDao implements ITeacherDao {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("正在教书");
    }
}
public class ProxyFactory {
    private Object target;

    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    public Object getProxyInstance() {
        /**
         * @param   loader 指定当前目标对象使用的类加载器,获取加载器的方法固定
         * @param   interfaces 目标对象实现的接口类型,使用泛型方法确认类型
         * @param   h 事情处理,执行目标对象的方法时,会触发事情处理器方法,会把当前执行的目标对象方法作为参数传入
         */
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), (proxy, method, args) -> {
            System.out.println("jdk代理开始");
            Object invoke = method.invoke(target, args);
            System.out.println("jdk代理结束");
            return invoke;
        });
    }
}
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ITeacherDao target = new TeacherDao();
        ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        System.out.println(proxyInstance.getClass());
        proxyInstance.teach();
    }
}

Cglib代理

基本介绍

  • 静态代理和jdk代理模式都要求目标对象是实现一个接口,但是有时候目标对象只是一个单独的对象,并没有实现任何的接口,这个时候可以使用目标对象子类来实现代理,这就是Cglib代理
  • Cglib代理也叫做子类代理,它是在内存中构建一个子类对象从而实现对目标对象功能扩展,有些书也将Cglib代理归属到动态代理
  • Cglib是一个强大的高性能的代码生成包,它可以在运行期扩展java类与实现java接口,它在广泛的被许多AOP框架使用,例如Spring AOP,实现方法拦截
  • 在AOP编程中如何选择代理模式:
    • 目标对象需要实现接口,用jdk动态代理
    • 目标对象不需要实现接口,用Cglib代理
  • Cglib包的底层是通过使用字节码处理框架ASM来转换字节码并生成新的类

实现步骤

  • 引入cglib的jar包
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/cglib/cglib -->
<dependency>
    <groupId>cglib</groupId>
    <artifactId>cglib</artifactId>
    <version>3.3.0</version>
</dependency>
  • 在内存中动态构建子类,注意代理的类不能为final,否则会报错java.lang.illegalArgumentException
  • 目标对象的方法如果为final/static,那么就不会被拦截,即不会执行目标对象额外的业务方法
    image
public class TeacherDao {
    public void teach() {
        System.out.println("正在教书,当前方法无父类和接口");
    }
}
public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {

    private Object target;

    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    public Object getProxyInstance() {
        //创建一个工具类
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        //设置父类
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        //设置回调函数
        enhancer.setCallback(this);
        //创建子类对象,即代理类
        return enhancer.create();
    }

    /**
     * 重写该方法,该方法最终会调用目标对象方法
     */
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("cglib代理开始");
        Object invoke = method.invoke(target, args);
        System.out.println("cglib代理结束");
        return invoke;
    }
}
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        TeacherDao target = new TeacherDao();
        TeacherDao proxyInstance = (TeacherDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        proxyInstance.teach();
    }
}

代理模式的变体

几种常见的代理模式介绍

  • 防火墙代理
    • 内网通过代理穿透防火墙实现对公网的访问
  • 缓存代理
    • 例如,当前请求图片文件等资源时,先到缓存代理取,如果取到资源则ok,如果取不到资源,再到公网或者数据库取,然后缓存
  • 远程代理
    • 远程对象的本地代表,通过它可以把远程对象当做本地对象来调用,远程代理通过网络和真正的远程对象沟通信息
  • 同步代理
    • 主要使用在多线程编程中,完成多线程间的同步工作
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