代理模式

一、代理模式介绍

       代理模式是指为一个对象提供一个替身，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，它是属于动态代理的范畴）。代理模式的示意图如下所示：

二、静态代理

2.1基本介绍

      静态代理在使用时，需要定义接口或父类，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继承相同的父类。

2.2应用实例

      1）定义一个接口：ITeacherDao；2）目标对象TeacherDao实现ITeacherDao；3）使用静态代理方法，就需要在代理对象TeacherDaoProxy中也实现ITeacherDao，调用目标对象的方法；4）调用的时候，通过调用代理对象的方法来调用目标对象；5）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。类图如下所示：

代码如下所示：

创建ITeacherDao接口及其子类：

public interface ITeacherDao{

    void teach();
}

public class TeacherDao implements ITeacherDao{

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

创建TeacherDaoProxy类：

//代理对象，静态代理
public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao{
    
    //目标对象，通过接口聚合
    private ITeacherDao target;

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

    public void teach(){
        System.out.println("代理开始...");
        target.teach();
        System.out.println("代理开介绍...");
    }

} 

创建Client类：

public class Client{

    public static void main(String[] args){
        
        //创建目标对象(被代理对象)
        TeacherDao dao = new TeacherDao();

        //创建代理对象，同时将被代理对象传递给代理对象
        TeacherDaoProxy proxy = new TeacherDaoProxy(dao);

        //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
        proxy.teach();        
    }
}

2.3优缺点

1）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

2）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

三、动态代理

3.1基本介绍

       动态代理也叫JDK代理、接口代理。动态代理对象的生成，是利用JDK的API，动态的在内存中构建代理对象 ；代理对象不需要实现接口，但是目标对象要实现接口，否则不能动态代理 。

3.2JDK中生成代理对象的API

1）代理类所在包java.lang.reflect.Proxy

2）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。完成的的写法是：

static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)

参数说明：

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

Class[] interfaces：目标对象实现的接口类型，使用泛型方法确认类型

InvocationHandler 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

3.3应用实例

      将前面的静态代码改成动态代理模式。类图如下所示：

代码如下所示：

创建ITeacherDao接口及其子类：

public interface ITeacherDao{

    void teach();
}

public class TeacherDao implements ITeacherDao{

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

创建ProxyFactory类：

public class ProxyFactory{

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

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

    //给目标对象生成一个代理对象
    public Object getProxyInstance(){
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new InvocaitionHandler(){
                public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args){
                    System.out.println("JDK代理开始...");

                    //反射机制调用目标对象的方法
                    Object val = method.invoke(target, args);
                    System.out.println("JDK代理结束...");
                    return val;    
                }
    });
    }
}

创建Client类：

public class Client{

    public static void main(String[] args){
        
        //创建目标对象(被代理对象)
        TeacherDao dao = new TeacherDao();

        //给目标对象，创建代理对象，可以转成ITeachereacherDao
        ITeacherDao proxy = new ProxyFactory(dao).getProxyInstance();

        //通过代理对象，调用到被代理对象的方法
        proxy.teach();        
    }
}

四、cglib代理

4.1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代理也叫做子类代理，它是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，它可以在运行时扩展java类与实现java接口。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 。它广泛的被许多AOP的框架使用，例如Spring AOP，实现方法拦截。在AOP编程中如何选择代理模式：①目标对象需要实现接口，用JDK代理；②目标对象不需要实现接口，用cglib代理 。

4.2实现步骤

1）需要引入cglib的jar文件

2）在内存中动态构建子类，注意代理的类不能为final，否则报错。java.lang.IllegalArgumentException

3)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

4.3应用实例

       将前面的案例改为Cglib代理模式，类图如下所示：

代码如下所示：

创建TeacherDao类：

public class TeacherDao{

    public void teach(){
        System.out.println("老师授课中...cglib代理，不需要实现接口");
    }
}

创建ProxyFactory类：

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor{
    
    private Object target;

    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
        EnnHancer enhancer = new EnnHancer();
        //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interintercept方法，会调用目标对象的方法
    public Object intercept(Object obj, Mehtod method, Object[] objs, MethodProxy proxy) throws Throwable{
        System.out.println("Cglib代理模式开始...");
        Object val = method.invoke(target, objs);
        System.out.println("Cglib代理模式结束...");
        return val;
    }
        
}

创建Client类：

public class Client{

    public static void main(String[] args){
        
        //创建目标对象
        TeacherDao dao = new TeacherDao();

        //给目标对象，创建代理对象，可以转成ITeachereacherDao
        TeacherDao proxy = new ProxyFactory(dao).getProxyInstance();

        //执行代理对象的方法，触发intercept方法，从而实现对目标对象的调用
        proxy.teach();        
    }
}

五、代理模式的变体

5.1防火墙代理

       内网通过代理穿透防火墙，实现对公网的访问。

5.2缓存代理

       比如：当请求图片文件等资源时，先到缓存代理取，如果取到资源则直接返回，如果娶不到资源，再到公网或数据库取，然后缓存 。

5.3远程代理

       远程对象的本地代表，通过它可以把远程对象当本地对象来调用。远程代理通过网络和真正的远程对象沟通信息 。

5.4同步代理

       主要使用在多线程编程中，完成多线程间同步工作 。