Java的三种代理模式实现

代理模式的定义：

Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it.（为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。）

简单说，就是设置一个中间代理来控制访问原目标对象，达到增强原对象的功能和简化访问方式的目的。

代理模式通用类图

Java实现代理模式分为两类三种，两类是静态代理和动态代理，动态代理又可以分为JDK动态代理和CGLIB动态代理。

Java实现代理模式

静态代理

静态代理比较简单，代理类需要实现和目标接口类一样的接口。

Solver静态代理类图

• 接口类：ISolver

  public interface ISolver {
      void solve();
  }
  

• 目标类：Solver

  public class Solver implements ISolver {
      @Override
      public void solve() {
          System.out.println("疯狂掉头发解决问题……");
      }
  }
  

• 代理类：SolverProxy，代理类也要实现接口，并且还要维护一个目标对象。

  public class SolverProxy implements ISolver {
      //目标对象
      private ISolver target;
  
      public SolverProxy(ISolver target) {
          this.target = target;
      }
  
      @Override
      public void solve() {
          System.out.println("请问有什么能帮到您？");
          target.solve();
          System.out.println("问题已经解决啦!");
      }
  }
  

• 客户端；Client

  public class Client {
      public static void main(String[] args) {
          //目标对象:程序员
          ISolver developer = new Solver();
          //代理：客服小姐姐
          SolverProxy csProxy = new SolverProxy(developer);
          //目标方法：解决问题
          csProxy.solve();
      }
  }
  

• 运行结果

  请问有什么能帮到您？
  疯狂掉头发解决问题……
  问题已经解决啦!
  

我们看到，通过静态代理，可以在不修改目标对象的前提下扩展目标对象的功能。

但是，它也有一些问题：

• 冗余：由于代理对象要实现与目标对象一致的接口，会产生过多的代理类。

• 维护性不佳：一旦接口增加方法，目标对象与代理对象都要进行修改。

JDK动态代理

JDK动态代理利用了JDK反射机制，动态地在内存中构建代理对象，从而实现对目标对象的代理功能。

它主要用到了两个反射类的API：

• java.lang.reflect Proxy| static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces, InvocationHandler h)：返回一个指定接口的代理类实例，该接口可以将方法调用指派到指定的调用处理程序

• java.lang.reflect InvocationHandler｜Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) ：在代理实例上调用目标方法，并返回结果。

我们来看看使用JDK动态代理之后的客服代理场景。

JDK动态代理类图

• 接口类：ISolver

  public interface ISolver {
      void solve();
  }
  

• 目标类：Solver，目标类需要实现接口类。

  public class Solver implements ISolver {
      @Override
      public void solve() {
          System.out.println("疯狂掉头发解决问题……");
      }
  }
  

• 动态代理工厂:ProxyFactory，这里的动态代理工厂，不需要实现接口，直接采用反射的方式生成一个目标对象的代理对象实例。

  ps:这里用了一个匿名内部类的方法，还有一种方法，动态代理类实现InvocationHandler接口，大体上类似，就不再给出例子了。

  public class ProxyFactory {
  
      // 维护一个目标对象
      private Object target;
  
      public ProxyFactory(Object target) {
          this.target = target;
      }
  
      // 为目标对象生成代理对象
      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 {
                          System.out.println("请问有什么可以帮到您？");
  
                          // 调用目标对象方法
                          Object returnValue = method.invoke(target, args);
  
                          System.out.println("问题已经解决啦！");
                          return null;
                      }
                  });
      }
  }
  
  

• 客户端：Client

  客户端生成一个代理对象实例，通过代理对象调用目标对象方法的时候，就会进入invoke()方法，最后是通过反射的方式调用目标对象的方法。

  public class Client {
      public static void main(String[] args) {
          //目标对象:程序员
          ISolver developer = new Solver();
          //代理：客服小姐姐
          ISolver csProxy = (ISolver) new ProxyFactory(developer).getProxyInstance();
          //目标方法：解决问题
          csProxy.solve();
      }
  }
  

• 运行结果：

  请问有什么可以帮到您？
  疯狂掉头发解决问题……
  问题已经解决啦！
  

我们简单总结一下静态代理和动态代理的主要区别：

静态代理动态代理最主要区别

• 静态代理在编译时就已经实现，编译完成后代理类是一个实际的class文件

• 动态代理是在运行时动态生成的，即编译完成后没有实际的class文件，而是在运行时动态生成类字节码，并加载到JVM中

我们也观察到，JDK动态代理，目标对象必须得实现接口，也就是说它是面向接口的，假如我们不想要接口怎么办呢？

Cglib动态代理

CGLIB(Code Generation Library)是一个基于ASM的字节码生成库，它允许我们在运行时对字节码进行修改和动态生成，它是通过继承来实现的。

我们来看看使用Cglib之后，我们的客服代理是什么样的：

Cglib动态代理类图

• 引入依赖：Cglib是第三方类库，需要引入依赖

          
              cglib
              cglib
              3.2.5
          
  

• 目标类：Solver，这里目标类不用再实现接口。

  public class Solver {
  
      public void solve() {
          System.out.println("疯狂掉头发解决问题……");
      }
  }
  

• 动态代理工厂：

  public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {
  
     //维护一个目标对象
      private Object target;
  
      public ProxyFactory(Object target) {
          this.target = target;
      }
  
      //为目标对象生成代理对象
      public Object getProxyInstance() {
          //工具类
          Enhancer en = new Enhancer();
          //设置父类
          en.setSuperclass(target.getClass());
          //设置回调函数
          en.setCallback(this);
          //创建子类对象代理
          return en.create();
      }
  
      @Override
      public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
          System.out.println("请问有什么可以帮到您？");
          // 执行目标对象的方法
          Object returnValue = method.invoke(target, args);
          System.out.println("问题已经解决啦！");
          return null;
      }
  
  }
  

• 客户端：Client

  public class Client {
      public static void main(String[] args) {
          //目标对象:程序员
          Solver developer = new Solver();
          //代理：客服小姐姐
          Solver csProxy = (Solver) new ProxyFactory(developer).getProxyInstance();
          //目标方法：解决问题
          csProxy.solve();
      }
  }
  

• 运行结果

  请问有什么可以帮到您？
  疯狂掉头发解决问题……
  问题已经解决啦！
  

我们可以看到Cglib动态代理和JDK动态代理最大的区别就是:

• 使用JDK动态代理的对象必须实现一个或多个接口

• 使用Cglib动态代理的对象则无需实现接口，达到代理类无侵入。

我们还需要注意：

• CGLib不能对声明为final的方法进行代理，因为是通过继承父类的方式实现，如果父类是final的，那么就无法继承父类。