代理模式
代理模式(Proxy)就是为一个对象创建一个替身，用来控制对当前对象的访问，目的就是为了在不直接操作对象的前提下对对象进行访问。
为什么要用代理模式?
- 中介隔离作用：在某些情况下，一个客户类不想或者不能直接引用一个委托对象，而代理类对象可以在客户类和委托对象之间起到中介的作用，其特征是代理类和委托类实现相同的接口。
- 开闭原则，增加功能：代理类除了是客户类和委托类的中介之外，我们还可以通过给代理类增加额外的功能来扩展委托类的功能，这样做我们只需要修改代理类而不需要再修改委托类，符合代码设计的开闭原则。代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类，以及事后对返回结果的处理等。代理类本身并不真正实现服务，而是同过调用委托类的相关方法，来提供特定的服务。真正的业务功能还是由委托类来实现，但是可以在业务功能执行的前后加入一些公共的服务。例如我们想给项目加入缓存、日志这些功能，我们就可以使用代理类来完成，而没必要打开已经封装好的委托类。
代理模式主要分为两种：
- 静态代理：在运行前，就确定好代理类、被代理类之间的关系
- 动态代理：在运行时动态的创建一个代理类，实现一个或多个接口，将方法的调用转发到指定的类
静态代理
第一步：创建服务类接口
public interface BuyHouse {
void buyHouse();
}第二步：实现服务类接口
public class BuyHouseImpl implements BuyHouse {
public void buyHouse() {
System.out.println("我要买房");
}
}第三部：创建代理类
public class BuyHouseProxy implements BuyHouse {
private BuyHouse buyHouse;
public BuyHouseProxy(BuyHouse buyHouse) {
this.buyHouse = buyHouse;
}
public void buyHouse() {
System.out.println("买房前的准备");
buyHouse.buyHouse();
System.out.println("买房后的装修");
}
}第四步：测试
public class ProxyTest {
public static void main(String[] args) {
BuyHouse buyHouse = new BuyHouseImpl();
buyHouse.buyHouse();
BuyHouse buyHouseProxy = new BuyHouseProxy(buyHouse);
buyHouseProxy.buyHouse();
}
}静态代理有两个弱点:
- 代理对象的一个接口只服务于一种类型的对象，要为每个服务创建代理类，程序规模稍大，静态代理就无法胜任了
- 若接口增加方法，除了每个实现类需要实现这个方法，所有的代理类也都要实现这个方法，增加代码维护的复杂度
于是乎到了”动态代理“上场的时候了
动态代理
JDK动态代理
JDK动态代理主要依赖反射，并依赖JDK中的java.lang.reflect.Proxy、java.lang.ClassLoader、java.lang.reflect.InvocationHandler。
实现动态代理主要是下面几个步骤:
- 实现InvocationHandler接口，创建自己的调用处理器
- 给Proxy类提供代理类的ClassLoader和代理接口类型创建动态代理类
- 以调用处理器的Class对象为参数，利用反射机制得到动态代理类的构造函数
- 以调用处理器对象为参数，利用动态代理类的构造函数创建动态代理类对象
下面同样以买房来个示例:
首先实现自己的调用处理器:
public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
private Object obj;
public MyInvocationHandler(Object obj) {
this.obj = obj;
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("买房前的准备");
method.invoke(obj, args);
System.out.println("买房后的装修");
return null;
}
}测试类：
public class DynamicProxyTest {
public static void main(String[] args) {
// 保存生成的代理类的字节码文件
System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
BuyHouse buyHouse = new BuyHouseImpl();
InvocationHandler invocationHandler = new MyInvocationHandler(buyHouse);
Class clazz = buyHouse.getClass();
BuyHouse buyHouseProxy = (BuyHouse)Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces(), invocationHandler);
buyHouseProxy.buyHouse();
}
}从上可以看出主要是Proxy.newProxyInstance这个方法去生成代理类，现在来看看这个方法的实现
再看上图中的getProxyClass0()方法，这个方法主要是生成代理类的字节码文件
直接看下ProxyClassFactory如何生成代理类
在测试类中加上System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");这段代码可以把生成的代理类字节码文件保存下来，如下
从上图可以看出:
- 代理类继承了Proxy接口，并且实现了要代理的接口，由于Java不支持多继承，所以JDK动态代理不能代理类
- 重写了hashCode、equals、toString方法
- 有个静态代码块，通过反射获取代理类的所有方法
- 通过invoke执行代理类中的目标方法buyHouse
CGLIB代理
使用CGLIB大致分为四个步骤:
- 创建被代理的对象
- 创建方法拦截器
- 创建代理对象
- 调用代理对象
如下示例:
首先是被代理类
public class BuyHouseService {
public void buyHouse() {
System.out.println("我要买房");
}
}然后是拦截器
public class BuyHouseServiceIntercepter implements MethodInterceptor {
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
System.out.println("买房前的准备");
proxy.invokeSuper(obj, args);
System.out.println("买房后的装修");
return null;
}
}测试类
public class CglibTest {
public static void main(String[] args) {
System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY,"/Users/xiechao/myWork/learn/com/sun/cglib");
//Enhancer是生成代理类的工厂
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//设置代理的超类 即被代理的对象
enhancer.setSuperclass(BuyHouseService.class);
//设置拦截方法
enhancer.setCallback(new BuyHouseServiceIntercepter());
//生成代理对象
BuyHouseService buyHouseService = (BuyHouseService)enhancer.create();
buyHouseService.buyHouse();
}
}看下CGLIB的核心代码
fastClass机制
JDK动态代理使用反射调用目标对象的方法，在CGLIB中为了更好的提升性能，采用fastClass机制。fastClass机制首先会将类的方法信息解析出来，然后为其建索引，调用的时候只要传索引，就能找到相应的方法进行调用。
- 为所有的方法建索引
- 调用前先根据方法信息得到索引
- 调用时根据索引匹配相应的方法
CGLIB在字节码层面将方法和索引的关系建立，避免了反射调用，反编译后得到getIndex源代码如下:
上述方法获得索引，再利用索引根据下面的方法进行调用
反编译代理对象的源码前先看下代理调用的过程图：
从图中可以看出:
- 客户端调用代理对象的被代理方法
- 代理对象将调用委派给方法拦截器统一接口intercepter
- 方法拦截器执行前置操作，然后调用方法代理的统一接口invokeSuper
- 方法代理的invokeSuper初始化代理对象和被代理对象的fastClass
- 初始化后再调用代理对象的fastClass
- 代理对象的fastClass能够快速的找到代理对象的代理方法
- 代理对象的代理方法再调用被代理对象的被代理方法
- 执行intercepter的后置操作，方法结束
现在来看反编译后的代理对象的源代码，运行时实际上回生成三个class，分别是：
- 代理类
- 代理类对应的fastClass
- 被代理类对应的fastClass
生成的代理类如下：
可以看出代理类是继承了对象，这点与JDK不同，jdk是实现了接口
下面是代理对象的代理方法
intercepter方法中比较让人关注的是CGLIB$buyHouse$0$Method参数
这个参数是在代理类被加载时会执行其静态方法，创建buyHouse方法的代理方法
再点进create方法瞧一瞧
其中，c1是被代理类，c2是代理类，desc是代理方法和备代理方法的参数信息，name1是被代理方法名，name2是代理方法名，该方法创建了代理方法
再来看下intercepter方法中调用methodProxy的invokeSuper方法
看下初始化方法init()
初始化后就能拿到代理类和代理方法的索引，就能按照索引对代理方法进行调用
通过索引直接查到代理类的代理方法为CGLIB$buyHouse$0
这样就能在该方法中调用被代理类的被代理方法
CGLIB代理的大致流程就是这样
总结
CGLIB代理和JDK代理的不同点：
- JDK动态代理必须实现接口，CGLIB既支持对接口的代理也支持对对象的代理
- CGLIB使用FastClass机制快速调用被代理类，JDK中使用反射调用被代理类，所以CGLIB性能上更有优势
共同点：
- 都有统一接口，JDK的是InvocationHandler，CGLIB是MethodIntercepter
- 生成的代理类其中方法都被final修饰