【设计模式】代理模式

一、定义

　　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。

二、结构

代理模式的结构

代理模式的主要角色如下。

　　1）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。 

　　2）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。

　　3）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。

结构图

　　

 

三、Java中代理模式

  • Java中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， 它是属于动态代理的范畴) 。

四、静态代理模式

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

静态代理应用实例

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

　　

代码实现

  • ITeacherDao：定义抽象的方法规范 
    1 //接口
2 // 定义抽象的方法
3 public interface ITeacherDao {
4 
5     void teach(); // 授课的方法
6     
7 }
  • TeacherDao：实现具体的业务功能　　 
    1 // 实现具体的业务功能
2 public class TeacherDao implements ITeacherDao {
3 
4     @Override
5     public void teach() {
6         System.out.println(" 老师授课中  。。。。。");
7     }
8 
9 }
  • TeacherDaoProxy：代理类，聚合了一个 ITeacherDao 具体实现类的对象，在TeacherDaoProxy实现了 ITeacherDao 接口，并在 teach() 方法中完成代理操作 
     1 //代理对象,静态代理
 2 public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao {
 3 
 4     private ITeacherDao target; // 目标对象，通过接口来聚合
 5 
 6     // 构造器
 7     public TeacherDaoProxy(ITeacherDao target) {
 8         this.target = target;
 9     }
10 
11     @Override
12     public void teach() {
13         System.out.println("开始代理  完成某些操作。。。。。 ");// 方法
14         target.teach();
15         System.out.println("提交。。。。。");// 方法
16     }
17 
18 } 
  • Client：客户端 
     1 public class Client {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         // 创建目标对象(被代理对象)
 5         TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();
 6 
 7         // 创建代理对象, 同时将被代理对象传递给代理对象
 8         TeacherDaoProxy teacherDaoProxy = new TeacherDaoProxy(teacherDao);
 9 
10         // 通过代理对象，调用到被代理对象的方法
11         // 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
12         teacherDaoProxy.teach();
13     }
14 
15 }

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

五、动态代理模式

动态代理模式的基本介绍

  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

JDK中生成代理对象的API

　　代理类所在包：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：

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

动态代理应用实例

应用实例要求

　　将前面的静态代理改进成动态代理模式(即：JDK代理模式)

　　

代码实现

  • ITeacherDao 
    1 //接口
2 public interface ITeacherDao {
3 
4     void teach(); // 授课方法
5 
6     void sayHello(String name);
7     
8 }
  • TeacherDao 
     1 public class TeacherDao implements ITeacherDao {
 2 
 3     @Override
 4     public void teach() {
 5         System.out.println(" 老师授课中.... ");
 6     }
 7 
 8     @Override
 9     public void sayHello(String name) {
10         System.out.println("hello " + name);
11     }
12 
13 }
  • ProxyFactory：通过构造器传入被代理对象，通过 Proxy.newProxyInstance() 方法中的 new InvocationHandler() 匿名内部类实现具体的代理逻辑 
     1 public class ProxyFactory {
 2 
 3     // 维护一个目标对象 , Object
 4     private Object target;
 5 
 6     // 构造器 ， 对target 进行初始化
 7     public ProxyFactory(Object target) {
 8         this.target = target;
 9     }
10 
11     // 给目标对象 生成一个代理对象
12     public Object getProxyInstance() {
13 
14         // 说明
15         /*
16          * public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
17          * 
18          * 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 
19          * 2. Class<?>[] interfaces: 目标对象实现的接口类型，使用泛型方法确认类型 
20          * 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
21          */
22         return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(),
23                 new InvocationHandler() {
24                     @Override
25                     /*
26                      * proxy：proxy the proxy instance that the method was invoked on
27                      * method：待调用的目标方法（target 的方法）
28                      * args：方法参数
29                      */
30                     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
31                         System.out.println("JDK代理开始~~");
32                         // 反射机制调用目标对象的方法
33                         Object returnVal = method.invoke(target, args);
34                         System.out.println("JDK代理提交");
35                         return returnVal;
36                     }
37                 });
38     }
39 
40 }
  • Client： 
     1 public class Client {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         // 创建目标对象
 5         ITeacherDao target = new TeacherDao();
 6 
 7         // 给目标对象，创建代理对象, 可以转成 ITeacherDao
 8         ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
 9 
10         // proxyInstance=class com.sun.proxy.$Proxy0 内存中动态生成了代理对象
11         System.out.println("proxyInstance=" + proxyInstance.getClass());
12 
13         // 通过代理对象，调用目标对象的方法
14         proxyInstance.teach();
15 
16         proxyInstance.sayHello(" tom ");
17     }
18 
19 }

六、Cglib 代理模式

Cglib代理模式的基本介绍

  • 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

  • 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

  • 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

  • 在AOP编程中如何选择代理模式：

    • 目标对象需要实现接口，用JDK代理

    • 目标对象不需要实现接口，用Cglib代理

  • 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

Cglib代理模式实现步骤

  1. 需要引入cglib的jar文件，maven依赖如下： 
        <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>cglib</groupId>
            <artifactId>cglib</artifactId>
            <version>3.3.0</version>
        </dependency>
    </dependencies>

  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 或 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

Cglib代理模式应用实例

应用实例要求

　　将前面的案例用Cglib代理模式实现

　　

代码实现

  1. TeacherDao：被代理类 
    1 public class TeacherDao {
2 
3     public String teach() {
4         System.out.println(" 老师授课中  ， 我是cglib代理，不需要实现接口 ");
5         return "hello";
6     }
7     
8 }
  2. ProxyFactory：代理工厂类，用于获取代理对象 
     1 public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {
 2 
 3     // 维护一个目标对象
 4     private Object target;
 5 
 6     // 构造器，传入一个被代理的对象
 7     public ProxyFactory(Object target) {
 8         this.target = target;
 9     }
10 
11     // 返回一个代理对象: 是 target 对象的代理对象
12     public Object getProxyInstance() {
13         // 1. 创建一个工具类
14         Enhancer enhancer = new Enhancer();
15         // 2. 设置父类
16         enhancer.setSuperclass(target.getClass());
17         // 3. 设置回调函数
18         enhancer.setCallback(this);
19         // 4. 创建子类对象，即代理对象
20         return enhancer.create();
21     }
22 
23     // 重写 intercept 方法，会调用目标对象的方法
24     public Object intercept(Object arg0, Method method, Object[] args, MethodProxy arg3) throws Throwable {
25         System.out.println("Cglib代理模式 ~~ 开始");
26         Object returnVal = method.invoke(target, args);
27         System.out.println("Cglib代理模式 ~~ 提交");
28         return returnVal;
29     }
30 
31 }
  3. Client：客户端 
     1 public class Client {
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 4         // 创建目标对象
 5         TeacherDao target = new TeacherDao();
 6         
 7         // 获取到代理对象，并且将目标对象传递给代理对象
 8         TeacherDao proxyInstance = (TeacherDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
 9 
10         // 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
11         String res = proxyInstance.teach();
12         System.out.println("res=" + res);
13     }
14 
15 }

七、代理模式(Proxy)的变体

几种常见的代理模式介绍——几种变体

  • 防火墙代理：内网通过代理穿透防火墙，实现对公网的访问

  • 缓存代理：比如：当请求图片文件等资源时，先到缓存代理去取，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

  • 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

  • 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

原文链接：https://blog.csdn.net/oneby1314/article/details/108680171

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