Java設計模式之代理模式怎么實現

今天小編給大家分享一下Java設計模式之代理模式怎么實現的相關知識點，內容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

一、引出問題

上篇文章老王和小王組裝電腦雖然完美結束了，但是老王和小王的爭吵卻并沒有結束。老王決定將小王掃地出門，并把小王住的房子出租，租金用來彌補游戲本的花銷。

老王花費很大的功夫，搞清楚了各種租房平臺的規則并發布了房源信息，接著鄰居提醒他：房子租出去并不代表躺著收租金了，有一天租客提出一些額外的要求，在合同允許的范圍內，你也要盡量滿足他們（為了便于理解，現實當然不存在啦），房子租出去后物業有問題你還要和物業協調。

老王開始思考，如果我直租給租客，會面臨兩個問題：

①我需要了解租房的全過程，我自己的事和租房的事嚴重的耦合了。

②租客提出的一些要求我不得不介入到其中，我不得不改變我自己的行程安排。

我應該想到一種辦法，

第一點，將業務和功能解耦，業務層專注業務，比如網絡接口請求，業務層只需要知道該調哪個接口請求方法，而不需要知道這個接口請求是如何發起網絡請求的。

第二點，創建一個切面，在這個切面中增加一些通用的附加操作，比如注解解析，日志上報等，避免這些通用操作在每個接口方法都要寫一遍。

老王靈感一閃：我可以給我的房子找一個一個代理，以控制對這個房子的管理。即通過代理管理房子.這樣做的好處是:可以在目標實現的基礎上,增強額外的功能操作,即擴展目標的功能。

這實際上就是靜態代理。

二、靜態代理

代理模式：為一個對象提供一個替身，以控制對這個對象的訪問。即通過代理對象訪問目標對象.這樣做的好處是:可以在目標對象實現的基礎上,增強額外的功能操作,即擴展目標對象的功能。

也即在靜態代理中應該有三個角色：

①代理對象，消費端通過它來訪問實際的對象（中介）

②實際被代理的對象（老王房子）

③一組可以被代理的行為的集合，通常是一個接口（老王和中介之間的約定事件）

老王與中介的約定接口：

/**
 * 代理行為的集合（接口）
 * @author tcy
 * @Date 02-08-2022
 */
public interface HostAgreement {

    // 房子出租
    void rent();
}

實際對象類（老王）：

/**
 * 目標對象
 * @author tcy
 * @Date 02-08-2022
 */
public class Host implements HostAgreement {

    /**
     * 目標對象的原始方法
     */
    @Override
    public void rent() {
        System.out.println(" 這個房子要出租...");
    }
}

代理類（中介）：

/**
 * 實際對象的代理
 * @author tcy
 * @Date 02-08-2022
 */
public class HostProxy implements HostAgreement {

    // 目標對象，通過接口來聚合
    private HostAgreement target;

    //構造器
    public HostProxy(HostAgreement target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void rent() {
        System.out.println("房子出租前，裝修一下....");
        target.rent();
        System.out.println("房子出租后，與物業協調....");//方法
    }

}

客戶類：

/**
 * @author tcy
 * @Date 02-08-2022
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //創建目標對象(被代理對象)
        Host hostTarget = new Host();
        //創建代理對象, 同時將被代理對象傳遞給代理對象
        HostProxy hostProxy = new HostProxy(hostTarget);
        //通過代理對象，調用到被代理對象的方法
        hostProxy.rent();
    }

}

這樣就很好的解決了老王想到的問題，老王心滿意足的看著自己的成果。

但中介看著老王的方案開始小聲的嘀咕了，我一個人管那么多的房子，每一個房東都讓我實現一個代理類，那我就會有很多的代理類，這是個問題呀！還有就是，有一天協議變動了，我們倆都要做許多工作。

最好是不要讓我實現我們之間的協議（接口）了。

老王開始改造他的方案了。

三、動態代理Jdk

老王突然想到，使用jdk的動態代理可以很好的解決這個問題。

Jdk代理對象的生成，是利用JDK的API，動態的在內存中構建代理對象動態代理，也叫做：JDK代理、接口代理。

我們對代碼進行改造。

目標對象和目標對象的協議保持不變，我們需要修改也就是中介（代理類）的代碼。

代理類：

/**
 * 代理類
 * @author tcy
 * @Date 02-08-2022
 */
public class HostProxy {

    //維護一個目標對象 , Object
    private Object target;

    //構造器 ， 對target 進行初始化
    public HostProxy(Object target) {

        this.target = target;
    }

    //給目標對象 生成一個代理對象
    public Object getProxyInstance() {

        //說明
      /*
       *  //1. ClassLoader loader ： 指定當前目標對象使用的類加載器, 獲取加載器的方法固定
            //2. Class<?>[] interfaces: 目標對象實現的接口類型，使用泛型方法確認類型
            //3. InvocationHandler h : 事情處理，執行目標對象的方法時，會觸發事情處理器方法, 會把當前執行的目標對象方法作為參數傳入
       */
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {

                    /**
                     * 該方法會調用目標對象的方法
                     * @param proxy
                     * @param method
                     * @param args
                     * @return
                     * @throws Throwable
                     */
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("房子出租前，裝修一下....");
                        //反射機制調用目標對象的方法
                        Object returnVal = method.invoke(target, args);
                        System.out.println("房子出租后，與物業協調....");
                        return returnVal;
                    }
                });
    }

}

客戶端：

/**
 * @author tcy
 * @Date 02-08-2022
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        //創建目標對象
        HostAgreement hostAgreement = new Host();
        //給目標對象，創建代理對象, 可以轉成 ITeacherDao
        HostAgreement hostProxy = (HostAgreement)new HostProxy(hostAgreement).getProxyInstance();
        // proxyInstance=class com.sun.proxy.$Proxy0 內存中動態生成了代理對象
        //通過代理對象，調用目標對象的方法
        hostProxy.rent();
    }

}

這樣就很好的解決了中介實現協議（接口）的問題，無論房子怎么變化，中介都能很完美的實現代理。

中介想讓老王給他講講，Proxy.newProxyInstance（）怎么就能完美的解決這個問題了。

老王擼起袖子開始給他講實現原理。

在我們用Proxy.newProxyInstance實現動態代理的時候，有三個參數，第一個便是classloader。

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                      Class<?>[] interfaces,
                                      InvocationHandler h)

在我們的代碼中classloader就是目標對象的類加載器。

第二個參數是 目標對象實現的接口類型，使用泛型方法確認類型，我們使用java的反射target.getClass().getInterfaces()獲取到了接口類型。

第三個參數是實現InvocationHandler接口，并實現它唯一的方法invoke()，invoke其實就會執行我們的目標方法，我們就可以在invoke前后去做一些事。比如，房子出租前，裝修一下或者房子出租后，與物業協調。

中介聽完心滿意足的離開了，老王總覺得哪里不對，中介都從協議中抽出來了，那我為什么還要被協議約束著呢？我何不也從協議（接口）中抽離出來。

我們查閱書籍覺得Cglib或許能幫到他。

四、動態代理Cglib

1、概念及實現

CGLIB是一個強大的、高性能的代碼生成庫。采用非常底層的字節碼技術，對指定目標類生成一個子類，并對子類進行增強，其被廣泛應用于AOP框架（Spring、dynaop）中，用以提供方法攔截操作。

CGLIB代理主要通過對字節碼的操作，為對象引入間接級別，以控制對象的訪問。我們知道Java中有一個動態代理也是做這個事情的，那我們為什么不直接使用Java動態代理，而要使用CGLIB呢？答案是CGLIB相比于JDK動態代理更加強大，JDK動態代理雖然簡單易用，但是其有一個致命缺陷是，只能對接口進行代理。如果要代理的類為一個普通類、沒有接口，那么Java動態代理就沒法使用了。

老王覺得這些概念都不說人話，不如老王直接著手改造項目。

CGLIB是一個第三方的類庫，首先需要引入依賴。

<dependency>
        <groupId>cglib</groupId>
        <artifactId>cglib</artifactId>
        <version>2.2.2</version>
</dependency>

現在只需要兩個角色即可，代理類和目標類。

目標類：

/**
 * @author tcy
 * @Date 02-08-2022
 */
public class Host {
    /**
     * 租房方法
     */
    public void rent() {

        System.out.println("這個房子要出租...");

    }
}

代理類：

/**
 * 代理類
 * @author tcy
 * @Date 02-08-2022
 */
public class HostProxy implements MethodInterceptor {

    //維護一個目標對象
    private Object target;

    //構造器，傳入一個被代理的對象
    public HostProxy(Object target) {
        this.target = target;
    }

    //返回一個代理對象:  是 target 對象的代理對象
    public Object getProxyInstance() {
        //1. 創建一個工具類
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        //2. 設置父類
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        //3. 設置回調函數
        enhancer.setCallback(this);
        //4. 創建子類對象，即代理對象
        return enhancer.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {

        System.out.println("房子出租前，裝修一下....");
        Object returnVal = method.invoke(target, args);
        System.out.println("房子出租后，與物業協調....");
        return returnVal;

    }

}

客戶類：

/**
 * @author tcy
 * @Date 02-08-2022
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {

        //創建目標對象
        Host HostTarget = new Host();
        //獲取到代理對象，并且將目標對象傳遞給代理對象
        Host Hostproxy = (Host)new HostProxy(HostTarget).getProxyInstance();
        //執行代理對象的方法，觸發intecept 方法，從而實現 對目標對象的調用
        Hostproxy.rent();
    }

}

現在不僅老王和中介都不需要實現接口了，而且完美的實現了他們之間的功能。

jdk和CGLIB實現動態代理的區別我們對比一下：

2、JDK動態代理與CGLIB對比

JDK動態代理：基于Java反射機制實現，必須要實現了接口的業務類才生成代理對象。

CGLIB動態代理：基于ASM機制實現，通過生成業務類的子類作為代理類。

JDK Proxy的優勢：

最小化依賴關系、代碼實現簡單、簡化開發和維護、JDK原生支持，比CGLIB更加可靠，隨JDK版本平滑升級。而字節碼類庫通常需要進行更新以保證在新版Java上能夠使用。

基于CGLIB的優勢：

無需實現接口，達到代理類無侵入，只操作關心的類，而不必為其他相關類增加工作量。高性能。

靜態代理和JDK代理模式都要求目標對象是實現一個接口,但是有時候目標對象只是一個單獨的對象,并沒有實現任何的接口,這個時候可使用目標對象子類來實現代理-這就是Cglib。

為了讓代理模式理解的更加深刻，我們來看代理模式在兩個經典框架SpringAop和Mybtis中的應用。

五、典型應用

1、在SpringAop的運用

動態代理一個顯著的作用就是，在不改變目標對象的前提下，能增強目標對象的功能，這其實就是AOP的核心。

AOP（Aspect Oriented Programming）是基于切面編程的，可無侵入的在原本功能的切面層添加自定義代碼，一般用于日志收集、權限認證等場景。

SpringAop同時實現了Jdk的動態代理和Cglib的動態代理。

運用動態代理直接作用到需要增強的方法上面，而不改變我們原本的業務代碼。

2、在MyBatis的運用

在Mybitis實現的是Jdk的動態代理。

源碼中有一個MapperProxyFactory類，其中有一個方法。

//構建handler的過程。
protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {
  //標準的類加載器，接口，以及invocationHandler接口實現。
  return (T) Proxy.newProxyInstance(mapperInterface.getClassLoader(), new Class[] { mapperInterface }, mapperProxy);
}

Proxy.newProxyInstance()正是我們在Jdk動態代理中的使用。

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