代理模式（Proxy）

代理模式基本介绍

代理模式：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。

代理模式主要有三种不同形式：

• 静态代理
• 动态代理（JDK代理、接口代理）
• Cglib代理（可以在内存动态创建对象，而不需要实现接口，属于动态代理）

静态代理

静态代理在使用的时候，需要定义接口或者父类，被代理的对象（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的父类。
代理对象与目标对象实现相同的接口，然后通过调用相同的方法来调用目标对象的方法。

代码实例

UML类图：

public interface ITeacherDao {
    public void teach();
}

教师类：

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

代理类：

public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao {
    private ITeacherDao target; // 目标对象

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

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("代理开始");
        target.teach();
        System.out.println("代理结束");
    }
}

客户端想要调用教师类的时候，要调用代理类：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();
        TeacherDaoProxy teacherDaoProxy = new TeacherDaoProxy(teacherDao);
        teacherDaoProxy.teach();
    }
}

运行结果：

静态代理的优缺点：

• 优点：在不修改目标对象功能的前提下，能通过代理对象对目标对象功能进行扩展
• 缺点：
  • 因为代理对象需要与目标对象实现同样的接口，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

JDK动态代理

基本介绍：

1. JDK动态代理基于接口，代理对象不需要实现接口，但目标对象必须实现一个接口，否则则可以使用Cglib代理
2. 代理对象的生成是利用JDK的API，动态在内存中构建代理对象
3. 动态代理也叫做：JDK代理、接口代理
4. JDK动态代理基于java的反射技术，所以代理类所在的包在：java.lang.reflect.Proxy中

代码示例

仍然使用ITeacherDao接口：

public interface ITeacherDao {
    public void teach();
}

创建目标对象：

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

创建代理对象工厂：

public class ProxyFactory {
    private Object target;

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

    public Object getProxyInstance() {
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                (proxy, method, args) -> {
                    System.out.println("代理开始");
                    // 反射调用目标对象方法
                    Object invoke = method.invoke(target, args);
                    System.out.println("代理结束");
                    return invoke;
                });
    }
}

这里的public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces,InvocationHandler h)方法参数含义如下：
ClassLoader loader：指定当前使用对象的类加载器，获得加载器的方法固定
Class[] interfaces：目标对象实现接口类型，使用泛型方法确认类型
InvocationHandler h：事件处理，执行目标对象的方法时，会触发事件处理器方法，会把当前执行的目标对象方法作为参数传入

在Client中获取代理对象，调用teach方法：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        TeacherDao target = new TeacherDao();
        // 获取代理对象
        ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        proxyInstance.teach();
    }
}

运行结果：

补充

当我们把代码改成如下：

import java.lang.reflect.*;

interface ITeacher {
    void teach();
}

class Teacher implements ITeacher {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("教学");
    }
}

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        ITeacher teacherProxy = (ITeacher) Proxy.newProxyInstance(
                Teacher.class.getClassLoader(),
                new Class[]{ITeacher.class},
                (proxy, method, args1) -> {
                    System.out.println("备课");
                    Object res = method.invoke(proxy, args1);
                    System.out.println("批改作业");
                    return res;
                });
        teacherProxy.teach();
    }
}

运行代码，会发生栈溢出以及下面的异常：

原因在于InvocationHandler接口中的proxy对象为代理对象，使用代理对象调用方法之后会一直递归调用，将proxy对象改为被代理的对象即可。

Cglib动态代理

基本介绍

1. 静态代理和JDK代理模式都要求目标对象是一个实现的接口，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
2. Cglib代理也叫做子类代理，他是在内存中构建一个子类对象从而实现对目标对象的扩展，有些书也将Cglib代理归属于动态代理
3. Cglib是一个高性能的代码生成包，他可以在运行期扩展java类与实现java接口，它广泛的被许多AOP框架使用。例如Spring AOP，实现方法拦截
4. 在AOP编程中入如何选用代理模式
   • 目标对象需要实现接口：使用JDK代理
   • 目标对象不需要实现接口：Cglib代理
5. 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

使用Cglib的时候需要注意的事项

1. 代理的类不能为final，否则报错java.lang.IllegalArgumentException
2. 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
3. 需要导入下面依赖

 <dependency>
     <groupId>cglibgroupId>
     <artifactId>cglibartifactId>
     <version>3.3.0version>
 dependency>

代码示例

依然使用前面的Teacher类，但现在不需要使用ITeacher接口

public class TeacherDao {
    public void teach() {
        System.out.println("老师在授课");
    }
}

代理对象工厂：

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {
    private Object target;

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

    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("Cglib代理开始");
        Object returnVal = method.invoke(target, objects);
        System.out.println("Cglib代理结束");
        return returnVal;
    }

    /**
     * 返回target的代理对象，步骤固定
     *
     * @return
     */
    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，即代理对象
        return enhancer.create();
    }
}

测试代理：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        TeacherDao target = new TeacherDao();
        TeacherDao proxyInstance = (TeacherDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        proxyInstance.teach();
    }
}

运行结果：

几种常见代理模式介绍——几种变体

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

2. 缓存代理
   比如：当请求图文等资源时，先到缓存代理取，取到资源就返回。如果找不到资源，再到公网或者数据库取，然后缓存。

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

4. 同步代理
   主要使用在多线程编程中，完成多线程同步工作