写在前面
- 记录学习设计模式的笔记
- 提高对设计模式的灵活运用
学习地址
https://www.bilibili.com/video/BV1G4411c7N4
https://www.bilibili.com/video/BV1Np4y1z7BU
参考文章
http://c.biancheng.net/view/1317.html
项目源码
https://gitee.com/zhuang-kang/DesignPattern
17，代理模式
17.1 代理模式的定义和特点
代理模式的定义：由于某些原因需要给某对象提供一个代理以控制对该对象的访问。这时，访问对象不适合或者不能直接引用目标对象，代理对象作为访问对象和目标对象之间的中介。
代理模式的主要优点有：
- 代理模式在客户端与目标对象之间起到一个中介作用和保护目标对象的作用；
- 代理对象可以扩展目标对象的功能；
- 代理模式能将客户端与目标对象分离，在一定程度上降低了系统的耦合度，增加了程序的可扩展性
其主要缺点是：
- 代理模式会造成系统设计中类的数量增加
- 在客户端和目标对象之间增加一个代理对象，会造成请求处理速度变慢；
- 增加了系统的复杂度；
17.2 代理模式的结构与实现
17.2.1 代理模式的结构
- 抽象主题（Subject）类：通过接口或抽象类声明真实主题和代理对象实现的业务方法。
- 真实主题（Real Subject）类：实现了抽象主题中的具体业务，是代理对象所代表的真实对象，是最终要引用的对象。
- 代理（Proxy）类：提供了与真实主题相同的接口，其内部含有对真实主题的引用，它可以访问、控制或扩展真实主题的功能。
根据代理的创建时期，代理模式分为静态代理和动态代理。
- 静态：由程序员创建代理类或特定工具自动生成源代码再对其编译，在程序运行前代理类的 .class 文件就已经存在了。
- 动态：在程序运行时，运用反射机制动态创建而成
17.2.2 代码实现
关系类图
image
17.2.2.1静态代理
SellTickets
package com.zhuang.proxy.static_proxy;
/**
* @Classname SellTickets
* @Description 卖票接口
* @Date 2021/3/26 8:01
* @Created by dell
*/
public interface SellTickets {
void sell();
}
Transition
package com.zhuang.proxy.static_proxy;
/**
* @Classname Transition
* @Description 火车站，具有卖票功能，实现接口
* @Date 2021/3/26 8:01
* @Created by dell
*/
public class Transition implements SellTickets {
@Override
public void sell() {
System.out.println("火车站卖票");
}
}
ProxyPoint
package com.zhuang.proxy.static_proxy;
/**
* @Classname ProxyPoint
* @Description 代售点 实现接口
* @Date 2021/3/26 8:02
* @Created by dell
*/
public class ProxyPoint implements SellTickets {
private Transition transition = new Transition();
@Override
public void sell() {
System.out.println("代售点收取服务费");
transition.sell();
}
}
Client
package com.zhuang.proxy.static_proxy;
/**
* @Classname Client
* @Description 静态代理客户端测试类
* @Date 2021/3/26 8:02
* @Created by dell
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ProxyPoint proxyPoint = new ProxyPoint();
proxyPoint.sell();
}
}
image
从上面代码中可以看出测试类直接访问的是ProxyPoint类对象，也就是说ProxyPoint作为访问对象和目标对象的中介。同时也对sell方法进行了增强
17.2.2.2 JDK动态代理
使用动态代理实现上面案例，先说说JDK提供的动态代理。Java中提供了一个动态代理类Proxy，Proxy并不是我们上述所说的代理对象的类，而是提供了一个创建代理对象的静态方法（newProxyInstance方法）来获取代理对象。
SellTickets
package com.zhuang.proxy.jdk_proxy;
/**
* @Classname SellTickets
* @Description 卖票接口
* @Date 2021/3/26 8:01
* @Created by dell
*/
public interface SellTickets {
void sell();
}
Transition
package com.zhuang.proxy.jdk_proxy;
/**
* @Classname Transition
* @Description 火车站，具有卖票功能，实现接口
* @Date 2021/3/26 8:01
* @Created by dell
*/
public class Transition implements SellTickets {
@Override
public void sell() {
System.out.println("火车站卖票");
}
}
ProxyFactory
package com.zhuang.proxy.jdk_proxy;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/**
* @Classname ProxyFactory
* @Description 代理工厂 用来创建代理对象
* @Date 2021/3/26 8:11
* @Created by dell
*/
public class ProxyFactory {
private Transition transition = new Transition();
public SellTickets getProxyObject() {
//使用Proxy获取代理对象
/* newProxyInstance
ClassLoader loader, 类加载器
Class[] interfaces, 接口
InvocationHandler h 方法
invoke 方法参数说明
proxy 代理对象
method 对应于在代理对象调用的接口方法的Method实例
args 代理对象调用接口方法时传递的实际参数
*/
SellTickets sellTickets = (SellTickets) Proxy.newProxyInstance(transition.getClass().getClassLoader(),
transition.getClass().getInterfaces()
, new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("代售点收取服务费(JDK动态代理方式)");
//执行真实对象
Object result = method.invoke(transition, args);
return result;
}
});
return sellTickets;
}
}
Client
package com.zhuang.proxy.jdk_proxy;
/**
* @Classname Client
* @Description JDK动态代理 测试类
* @Date 2021/3/26 8:20
* @Created by dell
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//获取代理对象
ProxyFactory factory = new ProxyFactory();
SellTickets proxyObject = factory.getProxyObject();
proxyObject.sell();
}
}
image
使用了动态代理，我们思考下面问题：
-
ProxyFactory是代理类吗？
ProxyFactory不是代理模式中所说的代理类，而代理类是程序在运行过程中动态的在内存中生成的类。通过阿里巴巴开源的 Java 诊断工具（Arthas【阿尔萨斯】）查看代理类的结构：
package com.sun.proxy; import com.itheima.proxy.dynamic.jdk.SellTickets; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException; public final class $Proxy0 extends Proxy implements SellTickets { private static Method m1; private static Method m2; private static Method m3; private static Method m0; public $Proxy0(InvocationHandler invocationHandler) { super(invocationHandler); } static { try { m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object")); m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]); m3 = Class.forName("com.itheima.proxy.dynamic.jdk.SellTickets").getMethod("sell", new Class[0]); m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]); return; } catch (NoSuchMethodException noSuchMethodException) { throw new NoSuchMethodError(noSuchMethodException.getMessage()); } catch (ClassNotFoundException classNotFoundException) { throw new NoClassDefFoundError(classNotFoundException.getMessage()); } } public final boolean equals(Object object) { try { return (Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[]{object}); } catch (Error | RuntimeException throwable) { throw throwable; } catch (Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } } public final String toString() { try { return (String)this.h.invoke(this, m2, null); } catch (Error | RuntimeException throwable) { throw throwable; } catch (Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } } public final int hashCode() { try { return (Integer)this.h.invoke(this, m0, null); } catch (Error | RuntimeException throwable) { throw throwable; } catch (Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } } public final void sell() { try { this.h.invoke(this, m3, null); return; } catch (Error | RuntimeException throwable) { throw throwable; } catch (Throwable throwable) { throw new UndeclaredThrowableException(throwable); } } }从上面的类中，我们可以看到以下几个信息：
- 代理类（$Proxy0）实现了SellTickets。这也就印证了我们之前说的真实类和代理类实现同样的接口。
- 代理类（$Proxy0）将我们提供了的匿名内部类对象传递给了父类。
-
动态代理的执行流程是什么样？
下面是摘取的重点代码：
//程序运行过程中动态生成的代理类 public final class $Proxy0 extends Proxy implements SellTickets { private static Method m3; public $Proxy0(InvocationHandler invocationHandler) { super(invocationHandler); } static { m3 = Class.forName("com.itheima.proxy.dynamic.jdk.SellTickets").getMethod("sell", new Class[0]); } public final void sell() { this.h.invoke(this, m3, null); } } //Java提供的动态代理相关类 public class Proxy implements java.io.Serializable { protected InvocationHandler h; protected Proxy(InvocationHandler h) { this.h = h; } } //代理工厂类 public class ProxyFactory { private TrainStation station = new TrainStation(); public SellTickets getProxyObject() { SellTickets sellTickets = (SellTickets) Proxy.newProxyInstance(station.getClass().getClassLoader(), station.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() { public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { System.out.println("代理点收取一些服务费用(JDK动态代理方式)"); Object result = method.invoke(station, args); return result; } }); return sellTickets; } } //测试访问类 public class Client { public static void main(String[] args) { //获取代理对象 ProxyFactory factory = new ProxyFactory(); SellTickets proxyObject = factory.getProxyObject(); proxyObject.sell(); } }
执行流程如下：
- 在测试类中通过代理对象调用sell()方法
- 根据多态的特性，执行的是代理类（$Proxy0）中的sell()方法
- 代理类（$Proxy0）中的sell()方法中又调用了InvocationHandler接口的子实现类对象的invoke方法
- invoke方法通过反射执行了真实对象所属类(TrainStation)中的sell()方法
17.2.2.3 CGLB代理
TrainStation
package com.zhuang.proxy.cglib_proxy;
/**
* @Classname TrainStation
* @Description 火车站类
* @Date 2021/3/26 8:31
* @Created by dell
*/
public class TrainStation {
public void sell() {
System.out.println("火车站卖票");
}
}
ProxyFactory
package com.zhuang.proxy.cglib_proxy;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @Classname ProxyFactory
* @Description 代理工厂 实现MethodInterceptor
* @Date 2021/3/26 8:32
* @Created by dell
*/
public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {
private TrainStation target = new TrainStation();
public TrainStation getProxyObject() {
//创建Enhancer对象 类似于JDK动态代理
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//设置父类的字节码对象
enhancer.setSuperclass(target.getClass());
//设置回调函数
enhancer.setCallback(this);
//创建代理对象
TrainStation obj = (TrainStation) enhancer.create();
return obj;
}
@Override
public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
System.out.println("代收点收取一些代理费用(CGLIB动态代理方式)");
Object result = methodProxy.invokeSuper(o, args);
return result;
}
}
Client
package com.zhuang.proxy.cglib_proxy;
/**
* @Classname Client
* @Description CGLIB动态代理模式 测试类
* @Date 2021/3/26 8:42
* @Created by dell
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建代理工厂对象
ProxyFactory factory = new ProxyFactory();
//获取代理对象
TrainStation proxyObject = factory.getProxyObject();
proxyObject.sell();
}
}
image
17.2.3 三种代理的对比
-
jdk代理和CGLIB代理
使用CGLib实现动态代理，CGLib底层采用ASM字节码生成框架，使用字节码技术生成代理类，在JDK1.6之前比使用Java反射效率要高。唯一需要注意的是，CGLib不能对声明为final的类或者方法进行代理，因为CGLib原理是动态生成被代理类的子类。
在JDK1.6、JDK1.7、JDK1.8逐步对JDK动态代理优化之后，在调用次数较少的情况下，JDK代理效率高于CGLib代理效率，只有当进行大量调用的时候，JDK1.6和JDK1.7比CGLib代理效率低一点，但是到JDK1.8的时候，JDK代理效率高于CGLib代理。所以如果有接口使用JDK动态代理，如果没有接口使用CGLIB代理。
-
动态代理和静态代理
动态代理与静态代理相比较，最大的好处是接口中声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中处理（InvocationHandler.invoke）。这样，在接口方法数量比较多的时候，我们可以进行灵活处理，而不需要像静态代理那样每一个方法进行中转。
如果接口增加一个方法，静态代理模式除了所有实现类需要实现这个方法外，所有代理类也需要实现此方法。增加了代码维护的复杂度。而动态代理不会出现该问题
17.3 代理模式应用场景
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远程（Remote）代理
本地服务通过网络请求远程服务。为了实现本地到远程的通信，我们需要实现网络通信，处理其中可能的异常。为良好的代码设计和可维护性，我们将网络通信部分隐藏起来，只暴露给本地服务一个接口，通过该接口即可访问远程服务提供的功能，而不必过多关心通信部分的细节。
-
防火墙（Firewall）代理
当你将浏览器配置成使用代理功能时，防火墙就将你的浏览器的请求转给互联网；当互联网返回响应时，代理服务器再把它转给你的浏览器。
-
保护（Protect or Access）代理
控制对一个对象的访问，如果需要，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。
写在最后
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