代理模式解析，静态代理、动态代理一文全都告诉你
Proxy Pattern
经过两个月的学习，我们的设计模式系列学习也将近到了尾声。不过设计模式这东西一时半会肯定是掌握不下来的，需要我们在后续的工作中持续的去练习。有了这方面的思维，剩下的就是靠自己刻意训练了。
今天带来的是代理模式，Proxy Pattern。这个模式想必大家都不陌生，因为 Java 程序员面试一般都会问的 Spring Aop 经过会说到动态代理，这其实就是代理模式的一种实现。 不过大部分人可能都没有系统的去了解过，本文的目的就是彻底搞清楚代理模式的小99。
阅读之前也思考关于代理模式的几个问题，带着搞清楚问题的目的去学习。
带着问题出发
- 什么是代理模式？
- 静态代理？
- 动态代理？
- 常见的代理模式变种？
代理模式的介绍
代理模式： 为一个对象提供一个替身或者占位符，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。 不过这里的侧重点还是在于对 “对象“ 访问的控制。
- 被代理的对象可以是：远程对象、创建开销大的对象或者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和Cglib）；
代理模式类图
静态代理
静态代理在使用时，需要定义接口或者父类，被代理对象（目标对象）与代理对象一起实现相同的接口或者继承相同的父类
应用实例
具体要求
- 定义一个接口：ITeacherDao
- 目前对象 TeacherDAO 实现 ITeacherDao
- 使用静态代理就需要在 TeacherDAOProxy 中也实现 ITeacherDao 接口
- 调用的时候通过调用代理对象的方法来调用目标对象
- 特别注意：代理对象要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
思路分析图解（类图）
代码实现
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();
}
}
//接口
public interface ITeacherDao {
void teach(); // 授课的方法
}
public class TeacherDao implements ITeacherDao {
@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 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() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("开始代理 完成某些操作。。。。。 ");//方法
target.teach();
System.out.println("提交。。。。。");//方法
}
}
静态代理优缺点
- 优点：再不改变目标对象功能的前提下，能通过代理对象对目标功能扩展
- 缺点：很明显，因为代理对象要和目标对象实现一样的接口，所以会有很多代理类
- 一旦接口新增方法，目标对象和代理对象都要维护
动态代理
动态代理这块分为 JDK 动态代理和 Cglib 动态代理，我们先来看看 JDK 动态代理是怎么玩的。
JDK 动态代理
- 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 JDK动态代理
- 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
JDK 中生成代理对象的API
- 代理类所在的包：
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)
JDK 动态代理应用实例
这里我们来将上面的例子使用 JDK 动态代理的方式 改进成代理动态。
思路图解（类图）
代码实现
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
//创建目标对象
ITeacherDao target = new TeacherDao();
//给目标对象，创建代理对象, 可以转成 ITeacherDao
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，调用目标对象的方法
//proxyInstance.teach();
proxyInstance.sayHello(" tom ");
}
}
//接口
public interface ITeacherDao {
void teach(); // 授课方法
void sayHello(String name);
}
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
*/
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);
System.out.println("JDK代理提交");
return returnVal;
}
});
}
}
public class TeacherDao implements ITeacherDao {
@Override
public void teach() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(" 老师授课中.... ");
}
@Override
public void sayHello(String name) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("hello " + name);
}
}
代码也很简单，如果你对这里不熟悉的话，一定要写下上面的代码感受下。
Cglib动态代理
-
静态代理和 JDK 动态代理都要求目标对象实现一个接口，但是有时候目标对象只是一个单独对象，并没有实现任何接口，这种情况就可以使用目标对象的子类来实现代理，这就是 Cglib代理。
-
Cglib 代理也叫子类代理，它是通过在内存中构建一个子类对象从而实现对目标对象的扩展。
-
Cglib 是一个强大的高性能的代码生成包，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。
-
在 AOP 编程中如何选择使用哪种动态代理呢？
- 目标对象实现接口，利用JDK动态代理
- 目标对象不需要实现接口，用Cglib实现代理
-
Cglib 包底层是通过字节码处理框架 ASM 来转换字节并生成新的类
Cglib 动态代理实现步骤
-
需要引入 cglib 的 jar 包
-
在内存中动态创建子类，因此需要代理的类（目标对象）不能为final，否则报错:
-
如果被代理的对象的方法是 final/static 的，那么目标方法将不会被拦截，不会执行目标对象方法额外的业务处理，因为 final 和 static 修饰的方法 是无法被子类扩展的
应用示例
要求： 将前面的例子用 Cglib 代理模式实现
思路图解（类图）
代码实现
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intecept 方法，从而实现 对目标对象的调用
String res = proxyInstance.teach();
System.out.println("res=" + res);
}
}
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 {
// 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;
}
}
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";
}
}
几种常见代理模式的变体
-
防火墙代理
- 内网通过代理实现对防火墙的穿透，实现对公网的访问
-
缓存代理
- 当请求图片等文件时，先到缓存代理取，如果可以取到资源就皆大欢喜，如果取不到，再到公网或者数据库取，然后缓存
-
远程代理
- 远程对象的本地代理，通过它可以把远程对象当本地对象调用。远程代理对象通过网络协议和真正的远程对象通信
总结
本文通过类图和代码示例，对代理模式做了详细的讲解，旨在让你掌握，代理模式的定义以及面试常问的静态代理、代理代理、以及 JDK 动态代理和 Cglib 动态代理的区别以及实现方式。
全文代码，均为笔者本地跑通过的，可以直接用来测试使用。
全文完，fighting！
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