java设计模式（十一）——代理模式

代理模式(Proxy)

基本介绍

1. 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,增强额外的功能操作,即扩展目标对象的功能。
2. 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
3. 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， 他是属于动态代理的范畴) 。

代理模式示意图

 静态代理

静态代码模式的基本介绍

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)与代理对象一起实现相同的接口或者是继承相同父类

应用实例

• 具体要求

1. 定义一个接口:ITeacherDao
2. 目标对象 TeacherDAO 实现接口 ITeacherDAO
3. 使用静态代理方式,就需要在代理对象 TeacherDAOProxy 中也实现 ITeacherDAO
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
6. 类图：

代码实现

//接口
public interface ITeacgerDao {
	void teach();
}

//目标对象（被代理对象）
public class TeacherDao implements ITeacgerDao{

	@Override
	public void teach() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("老师授课中...");
	}

}
//代理对象(静态代理)
public class TeacherDaoProxy implements ITeacgerDao{
	
	private ITeacgerDao target;//目标接口，通过接口来聚合
	
	public TeacherDaoProxy(ITeacgerDao target) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.target = target;
	}
	@Override
	public void teach() {
		System.out.println("开始代理...");
		target.teach();
		System.out.println("提交");
	}

}
//调用类
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		
		//创建目标对象，也是被代理对象
		TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();
		
		//创建代理对象，同时将被代理对象传给代理对象
		TeacherDaoProxy proxy = 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
		 */
		proxy.teach();
	}
}

 静态代理优缺点：

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
3. 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

1. 代理对象,不需要实现接口，但是目标对象要实现接口，否则不能用动态代理
2. 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
3. 动态代理也叫做：JDK 代理、接口代理
4. 代理类所在包:java.lang.reflect.Proxy，
5. 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 )

 应用实例

将前面的静态代理改进成动态代理模式(即：JDK 代理模式)

类图：

 代码实现

//接口
public interface ITeacherDao {
	void teach();
	void sayHello(String name);
}
//目标对象（被代理对象）
public class TeachDao implements ITeacherDao{

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

	@Override
	public void sayHello(String name) {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.err.println(name+"sayHello");
	}

}
//代理对象
public class ProxyFactory {
	//维护一个目标对象，Object
	private Object target;
	
	//构造器，对target初始化
	public ProxyFactory(Object target) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.target = target;
	}
	
	//给目标对象生成一个代理对象
	/**
	 * 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 事件处理，执行目标对象方法时，会触发时间处理器方法，也就是说
	 * @return
	 */
	public Object getProxyInstance() {
		return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), 
				target.getClass().getInterfaces(), 
				new InvocationHandler() {
					
					@Override
					public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
							throws Throwable {
						// TODO Auto-generated method stub
						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);
						return returnVal;
					}
				});
	}
}
//调用类
public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		//创建目标对象
		ITeacherDao target = new TeachDao();
		//给目标对象创建代理对象
		ITeacherDao proxtInstance = (ITeacherDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
		
		//proxtInstance = class com.sun.proxy.$Proxy0内存中动态生成了代理对象
		System.out.println("proxtInstance = "+proxtInstance.getClass());
		
		proxtInstance.teach();
		
		proxtInstance.sayHello("tom");
	}

}

Cglib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
2. Cglib 代理也叫作子类代理,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。
3. 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.它广泛的被许多 AOP 的框架使用,例如 Spring AOP，实现方法拦截
4. 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
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

实现步骤及应用实例

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. 类图：

 

代码实现： 

//目标对象（被代理对象）
public class TeacherDao{

	public void teach() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("老师授课中...");
	}

}
//代理对象
public class ProxyFactory implements MethodInterceptor{
	
	//维护一个目标对象
	private Object target;
	
	//构造器，传入一个被代理对象
	public ProxyFactory(Object target) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.target = target;
	}
	
	//返回一个对象,是target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();
	}
	//重写该方法，会调用目标对象的方法
	@Override
	public Object intercept(Object arg, Method method, Object[] args,MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("cglib代理模式开始...");
		Object returnVal = method.invoke(target, args);
		System.out.println("cglib代理模式提交...");
		return returnVal;
	}

}
//调用类
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		//创建目标对象
		TeacherDao target = new TeacherDao();
		
		//获取代理对象，并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intecxept方法从而实现对目标对象的代理
		proxyInstance.teach();
	}
}

几种常见的代理模式介绍—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。

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，完成多线程间同步工作