代理模式

代理模式

　　为其他对象提供一个代理以控制对某个对象的访问。代理类主要负责为委托了（真实对象）预处理消息、过滤消息、传递消息给委托类，代理类不现实具体服务，而是利用委托类来完成服务，并将执行结果封装处理。代理类本身不实现服务，而是通过调用被代理类中的方法来提供服务。

　　从设计模式上看，代理模式与适配器模式中的对象适配器很像。通过持有一个被代理对象的引用，对其方法进行包装，实际执行的还是被代理对象中的方法。可以让我们在符合开闭原则的前提下去扩展一个已经存在的类。

　　从实现上看，代理模式因为语言层面提供的支持，我们有更加丰富的实现方式。除了传统的包装外，我们还可以通过 JDK 原生提供的 Proxy 或 CGLIB 等字节码技术工具实现动态代理。

静态代理

　　创建一个接口，然后创建被代理的类实现该接口并且实现该接口中的抽象方法。之后再创建一个代理类，同时使其也实现这个接口。在代理类中持有一个被代理对象的引用，而后在代理类方法中调用该对象的方法。

　　被代理类接口：

public interface Animal {
    public void sayHellow();
}

　　被代理类：

public class Dog implements Animal {
    @Override
    public void sayHellow() {
        System.out.println("wang wang");
    }
}

　　代理类：

public class DogProxy implements Animal {
    private Dog dog = new Dog();
    @Override
    public void sayHellow() {
        System.out.println("this is a dog");
        dog.sayHellow();
    }
}

　　执行结果，代理后的前置处理生效：

　　使用静态代理很容易就完成了对一个类的代理操作。但是静态代理的缺点也暴露了出来：由于代理只能为一个类服务，如果需要代理的类很多，那么就需要编写大量的代理类，比较繁琐。遇到这种情况，我们可以使用动态代理的方式，无论要代理的类是什么，都可以生成继承自相同接口的代理类，并在其中实现代理逻辑。

动态代理

　　我们以使用 JDK 自带的动态代理实现为例。

　　核心方法为 Proxy.newProxyInstance 方法，该方法需要传入 被代理类的类加载器、被代理类实现的接口 以及一个 InvocationHandler 的实现类实例。

　　方法会通过字节码技术为我们返回一个代理对象，代理对象会实现被代理对象的所有接口，并在这些接口声明方法前后织入 InvocationHandler 中的代理逻辑。

　　我们首先定义一个 InvocationHandler 实现类，写入代理逻辑：

public class ProxyHandler implements InvocationHandler {

    private Object object;

    ProxyHandler(Object object) {
        this.object = object;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("before invoke");
        method.invoke(object, args);
        System.out.println("after invoke");
        return null;
    }
}

　　然后使用 Proxy.newProxyInstance 方法获得代理类对象：

    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        InvocationHandler handler = new ProxyHandler(dog);
        Animal dogProxy = (Animal) Proxy.newProxyInstance(Dog.class.getClassLoader(), Dog.class.getInterfaces(), handler);
        dogProxy.sayHellow();

        System.out.println(dogProxy.getClass().getName());
        System.out.println(dogProxy.getClass().toString());
    }

　　执行结果，代理对象中织入了代理逻辑：

 动态代理的原理

  • 通过实现 InvocationHandler 接口创建自己的调用处理器；
  • 通过为 Proxy 类指定 ClassLoader 对象和一组 interface 来创建动态代理类；
  • 通过反射机制获得动态代理类的构造函数，其唯一参数类型是调用处理器接口类型；
  • 通过构造函数创建动态代理类实例，构造时调用处理器对象作为参数被传入。
　　动态代理并没有什么黑魔法，前面我们讲过字节码文件的 JVM 规范。动态代理便是按照规范新生成了一个 继承 Proxy 并实现了传入接口列表的类的字节码文件，并加载进了 JVM 。
　　生成的代理类中有所有传入接口列表中的接口所包含的方法，其固定实现便是调用我们的 InvocationHandler 实现类中的 invoke。如果觉着抽象我们可以直接分析生成的代理类的字节码文件，首先设置全局变量 sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles 为 true，该参数控制生成的字节码文件是否保存，默认为 false。
    public static void main(String[] args) {
        System.getProperties().setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

        Dog dog = new Dog();
        InvocationHandler handler = new ProxyHandler(dog);
        Animal dogProxy = (Animal) Proxy.newProxyInstance(Dog.class.getClassLoader(), Dog.class.getInterfaces(), handler);
        dogProxy.sayHellow();
    }

　　然后运行，便可以看到新生成的代理类的字节码文件：

 　　我们反编译一下该文件，我将需要注意的点放在注释中：

// 继承了 Proxy 并实现了 Animal
public final class $Proxy0 extends Proxy implements Animal {
　　 //生成字节码文件时，为其设置的 Object 中的方法
    private static Method m1;
    private static Method m3;
    private static Method m2;
    private static Method m0;
　　 // 构造函数，需要传入一个 InvocationHandler 实现类实例，也就是我们实现的处理器实例
    public $Proxy0(InvocationHandler var1) throws  {
        super(var1);
    }

    public final boolean equals(Object var1) throws  {
        try {
            return (Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[]{var1});
        } catch (RuntimeException | Error var3) {
            throw var3;
        } catch (Throwable var4) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var4);
        }
    }

　　 //我们要代理的方法
    public final void sayHellow() throws  {
        try {
　　　　　　　 //调用了我们传人的 InvocationHandler 实现类实例的 invoke，所以我们的代理逻辑都是写在 invoke 中的
            super.h.invoke(this, m3, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    public final String toString() throws  {
        try {
            return (String)super.h.invoke(this, m2, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }

    public final int hashCode() throws  {
        try {
            return (Integer)super.h.invoke(this, m0, (Object[])null);
        } catch (RuntimeException | Error var2) {
            throw var2;
        } catch (Throwable var3) {
            throw new UndeclaredThrowableException(var3);
        }
    }
　　 //生成字节码文件时，为其绑定的 Object 中的方法
    static {
        try {
            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
            m3 = Class.forName("proxy.Animal").getMethod("sayHellow");
            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString");
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode");
        } catch (NoSuchMethodException var2) {
            throw new NoSuchMethodError(var2.getMessage());
        } catch (ClassNotFoundException var3) {
            throw new NoClassDefFoundError(var3.getMessage());
        }
    }
}

　　可能部分童鞋会对 super.h.invoke(this, m3, (Object[])null); 这一句表示疑问，如何调用的被代理类的方法。

　　我们看生成的静态语句块中：

 　　在代理类被加载时，m3 成员变量便已经被赋值为被代理类中的 sayHellow 方法的 Method 对象，所以 invoke 时只需传入 m3 即可。

 　　我觉着动态代理技术更适合叫动态生成类的字节码技术，因为整个执行过程的核心在于按照上述逻辑生成一个继承 Proxy 并实现了传入接口列表中接口的新类的字节码文件。至于是否对某个对象进行代理使我们在事项 InvocationHandler 时写在 invoke 方法中的。我们完全可以在 invoke 方法中不执行被代理类的方法，固定的做一些其它的事情。比如 Dubbo 框架中生成代理对象，invoke 方法便是进行了一次远程调用，而不是执行传入代理类对象的对应方法。

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