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设计模式—代理模式

JAVA 西门飞冰 41℃
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1.代理模式介绍

代理模式Proxy是⼀种结构型设计模式, 让你能够提供对象的替代品或其占位符。 代理控制着对于原对象的访问, 并允许在将请求提交给对象前后进⾏⼀些处理。

被代理的对象可以是远程对象、创建开销大的对象或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 )和 Cglib代理 (可以在内存动态的创建对象,而不需要实现接口, 他是属于动态代理的范畴) 。

2.静态代理模式

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)与代理对象一起实现相同的接口或者是继承相同父类

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。

2.1.代码实现

接口:

public interface ITeacherDao {
   void teach(); // 授课的方法
}

目标对象:

public class TeacherDao implements ITeacherDao {
   @Override
   public void teach() {
      System.out.println("老师授课中 。。。。。");
   }
}

代理对象,静态代理:

public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao{
   
   private ITeacherDao target; // 目标对象,通过接口来聚合

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

   @Override
   public void teach() {
      System.out.println("开始代理 执行某些操作。。。");//方法
      target.teach();
      System.out.println("代理结束 执行某些操作。。。");//方法
   }
}

客户端测试代码:

public class Client {

   public static void main(String[] args) {
      // TODO Auto-generated method stub
      //创建目标对象(被代理对象)
      TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();
      
      //创建代理对象,同时将被代理对象传递给代理对象
      TeacherDaoProxy teacherDaoProxy = new TeacherDaoProxy(teacherDao);
      
      //通过代理对象,调用到被代理对象的方法
      //即:执行的是代理对象的方法,代理对象再去调用目标对象的方法
      teacherDaoProxy.teach();
   }
}

静态代理优缺点:

优点:在不修改目标对象的功能前提下,能通过代理对象对目标功能扩展

缺点: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

3.动态代理模式

1、代理对象,不需要实现接口,但是目标对象要实现接口,否则不能使用动态代理

2、代理对象的生成,是利用JDK的API(反射机制),动态的在内存中构建代理对象

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,但是该方法需要接收三个参数,完整的写法是:
static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h )

getProxyInstance():

1、根据传入的对象(TeacherDao),目标对象

2、利用反射机制,返回一个代理对象

3、然后通过代理对象,调用目标方法

JDK动态代理的一般步骤如下:

1、创建被代理的接口和类;

2、实现InvocationHandler接口,对目标接口中声明的所有方法进行统一处理;

3、调用Proxy的静态方法,创建代理类并生成相应的代理对象;

实现原理:利用拦截器机制必须实现InvocationHandler接口中的invoke方法实现对我们的目标方法增强。

3.1.动态代理与静态代理的区别

动态代理不需要写代理类对象,通过程序自动生成,而静态代理需要我们自己写代理类对象。

3.2.代码实现:

接口:

public interface ITeacherDao {
   void teach(); //授课方法
   void sayHello(String name);
}

目标对象:

public class TeacherDao implements ITeacherDao {

   @Override
   public void teach() {
      System.out.println(" 老师授课中...");
   }

   @Override
   public void sayHello(String name) {
      System.out.println("hello " + name);
   }
}

代理对象:

public class ProxyFactory {

   //维护一个目标对象, Object
   private Object target;

   // 构造器,对target进行初始化
   public ProxyFactory(Object target) {
      this.target = target;
   } 
   
   //给目标对象,生成一个代理对象
   public Object getProxyInstance() {
      
      //说明
      /*
       *  public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class<?>[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
                                          
            //1. ClassLoader 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
            //2. Class<?>[] interfaces:目标对象实现的接口类型,使用泛型方法确认类型
            //3. InvocationHandler h : 事件n处理,执行目标对象的方法时,会触发事情处理方法,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(), 
            new InvocationHandler() {
               
               @Override
               public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                  System.out.println("JDK 代理开始~~");
                  // 反射机制调用目标对象的方法
                  Object returnVal = method.invoke(target, args);
                  System.out.println("JDK 代理结束~~");
                  return returnVal;
               }
            }); 
   }
}

客户端测试代码:

public class Client {

   public static void main(String[] args) {
      // 创建目标对象
      ITeacherDao target = new TeacherDao();
      
      // 给目标对象,创建代理对象,需要转成ITeacherDao,否则没法调用它方法
      ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
   
      // proxyInstance=class com.sun.proxy.$Proxy0 内存中动态生成了代理对象
      System.out.println("proxyInstance=" + proxyInstance.getClass());
      
      // 通过代理对象,调用目标对象对方法
      proxyInstance.teach();
      
      proxyInstance.sayHello(" tom ");
   }
}

4.Cglib代理模式

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,这个时候可使用目标对象子类来实现代理,这就是Cglib代理

Cglib是一个强大的,高性能,高质量的代码生成类库。它可以在运行期扩展JAVA类与实现JAVA接口。其底层实现是通过ASM字节码处理框架来转换字节码并生成新的类。大部分功能实际上是ASM所提供的,Cglib只是封装了ASM,简化了ASM操作,实现了运行期生成新的class。

运行时动态的生成一个被代理类的子类(通过ASM字节码处理框架实现),子类重写了被代理类中所有非final的方法。在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用,顺势植入横切逻辑。

4.1.代码实现

Cglib代理模式实现需要引入maven依赖

<dependency>
    <groupId>cglib</groupId>
    <artifactId>cglib</artifactId>
    <version>3.2.12</version>
</dependency>

目标对象:

public class TeacherDao {
   public String teach() {
      System.out.println(" 老师授课中,我是cglib代理,不需要实现接口 ");
      return "hello";
   }
}

代理对象:

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {

   //维护一个目标对象
   private Object target;
   
   //构造器,传入一个被代理的对象
   public ProxyFactory(Object target) {
      this.target = target;
   }

   //返回一个代理对象:是target对象的代理对象
   public Object getProxyInstance() {
      //1. 创建一个工具类
      Enhancer enhancer = new Enhancer();
      //2. 设置父类
      enhancer.setSuperclass(target.getClass());
      //3. 设置回调函数
      enhancer.setCallback(this);
      //4. 创建子类对象,即代理对象
      return enhancer.create();
      
   }

   //重写 intercept方法,会调用目标对象的方法
   @Override
   public Object intercept(Object arg0, Method method, Object[] args, MethodProxy arg3) throws Throwable {
      System.out.println(" Cglib代理模式 ~~ 开始");
      Object returnVal = method.invoke(target, args);
      System.out.println(" Gglib代理模式 ~~ 提交");
      return returnVal;
   }
}

客户端测试方法:

public class Client {

   public static void main(String[] args) {
      // TODO Auto-generated method stub
      // 创建目标对象
      TeacherDao target = new TeacherDao();
      // 获取到代理对象,并且将目标对象传递给代理对象
      TeacherDao proxyInstance = (TeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();

      //ִ 执行代理对象的方法,触发intercept方法,从而实现对目标对象对调用
      String res = proxyInstance.teach();
      System.out.println("res=" + res);
   }
}

5.在编程中如何选择代理模式

目标对象需要实现接口,用JDK代理

目标对象不需要实现接口,用Cglib代理

jdk7之前Cglib动态代理效率是比我们jdk动态代理效率高非常多

jdk7开始jdk动态代理是我们Cglib动态代理效率高。

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