Java設(shè)計模式之代理模式
本文由老王出租房子引出——代理設(shè)計模式，將從最簡單的靜態(tài)代理實現(xiàn)開始，后延伸使用jdk實現(xiàn)動態(tài)代理，最后擴展到Cglib實現(xiàn)動態(tài)代理。為了更深入理解代理模式，我們會對實際應(yīng)用中的典型案例進行介紹，包括在Spring和Mybatis中的應(yīng)用。
讀者可以拉取完整代碼到本地進行學(xué)習(xí)，實現(xiàn)代碼均測試通過后上傳到碼云，本地源碼下載。
一、引出問題
上篇文章老王和小王組裝電腦雖然完美結(jié)束了，但是老王和小王的爭吵卻并沒有結(jié)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(guī)則并發(fā)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(nèi)，你也要盡量滿足他們（為了便于理解，現(xiàn)實當(dāng)然不存在啦），房子租出去后物業(yè)有問題你還要和物業(yè)協(xié)調(diào)。
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(yán)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(yīng)該想到一種辦法，
第一點，將業(yè)務(wù)和功能解耦，業(yè)務(wù)層專注業(yè)務(wù)，比如網(wǎng)絡(luò)接口請求，業(yè)務(wù)層只需要知道該調(diào)哪個接口請求方法，而不需要知道這個接口請求是如何發(fā)起網(wǎng)絡(luò)請求的。
第二點，創(chuàng)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(biāo)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上,增強額外的功能操作,即擴展目標(biāo)的功能。
這實際上就是靜態(tài)代理。
二、靜態(tài)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(biāo)對象.這樣做的好處是:可以在目標(biāo)對象實現(xiàn)的基礎(chǔ)上,增強額外的功能操作,即擴展目標(biāo)對象的功能。
也即在靜態(tài)代理中應(yīng)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(biāo)對象
* @author tcy
* @Date 02-08-2022
*/
public class Host implements HostAgreement {
/**
* 目標(biāo)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(biāo)對象，通過接口來聚合
private HostAgreement target;
//構(gòu)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(yè)協(xié)調(diào)....");//方法
}
}客戶類：
/**
* @author tcy
* @Date 02-08-2022
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建目標(biāo)對象(被代理對象)
Host hostTarget = new Host();
//創(chuàng)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(diào)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(xiàn)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(xié)議變動了，我們倆都要做許多工作。
最好是不要讓我實現(xiàn)我們之間的協(xié)議（接口）了。
老王開始改造他的方案了。
三、動態(tài)代理Jdk
老王突然想到，使用jdk的動態(tài)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(tài)的在內(nèi)存中構(gòu)建代理對象動態(tài)代理，也叫做：JDK代理、接口代理。
我們對代碼進行改造。
目標(biāo)對象和目標(biāo)對象的協(xié)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(biāo)對象 , Object
private Object target;
//構(gòu)造器 ， 對target 進行初始化
public HostProxy(Object target) {
this.target = target;
}
//給目標(biāo)對象 生成一個代理對象
public Object getProxyInstance() {
//說明
/*
* //1. ClassLoader loader ： 指定當(dāng)前目標(biāo)對象使用的類加載器, 獲取加載器的方法固定
//2. Class<?>[] interfaces: 目標(biāo)對象實現(xiàn)的接口類型，使用泛型方法確認(rèn)類型
//3. InvocationHandler h : 事情處理，執(zhí)行目標(biāo)對象的方法時，會觸發(fā)事情處理器方法, 會把當(dāng)前執(zhí)行的目標(biāo)對象方法作為參數(shù)傳入
*/
return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
target.getClass().getInterfaces(),
new InvocationHandler() {
/**
* 該方法會調(diào)用目標(biāo)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(diào)用目標(biāo)對象的方法
Object returnVal = method.invoke(target, args);
System.out.println("房子出租后，與物業(yè)協(xié)調(diào)....");
return returnVal;
}
});
}
}客戶端：
/**
* @author tcy
* @Date 02-08-2022
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建目標(biāo)對象
HostAgreement hostAgreement = new Host();
//給目標(biāo)對象，創(chuàng)建代理對象, 可以轉(zhuǎn)成 ITeacherDao
HostAgreement hostProxy = (HostAgreement)new HostProxy(hostAgreement).getProxyInstance();
// proxyInstance=class com.sun.proxy.$Proxy0 內(nèi)存中動態(tài)生成了代理對象
//通過代理對象，調(diào)用目標(biāo)對象的方法
hostProxy.rent();
}
}這樣就很好的解決了中介實現(xiàn)協(xié)議（接口）的問題，無論房子怎么變化，中介都能很完美的實現(xiàn)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(xiàn)原理。
在我們用Proxy.newProxyInstance實現(xiàn)動態(tài)代理的時候，有三個參數(shù)，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(biāo)對象的類加載器。
第二個參數(shù)是 目標(biāo)對象實現(xiàn)的接口類型，使用泛型方法確認(rèn)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(shù)是實現(xiàn)InvocationHandler接口，并實現(xiàn)它唯一的方法invoke()，invoke其實就會執(zhí)行我們的目標(biāo)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(yè)協(xié)調(diào)。
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(xié)議中抽出來了，那我為什么還要被協(xié)議約束著呢？我何不也從協(xié)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(tài)代理Cglib
1、概念及實現(xiàn)
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(jié)碼技術(shù)，對指定目標(biāo)類生成一個子類，并對子類進行增強，其被廣泛應(yīng)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(jié)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(tài)代理也是做這個事情的，那我們?yōu)槭裁床恢苯邮褂肑ava動態(tài)代理，而要使用CGLIB呢？答案是CGLIB相比于JDK動態(tài)代理更加強大，JDK動態(tài)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(tài)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(xiàn)在只需要兩個角色即可，代理類和目標(biāo)類。
目標(biāo)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(biāo)對象
private Object target;
//構(gòu)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(chuàng)建一個工具類
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//2. 設(shè)置父類
enhancer.setSuperclass(target.getClass());
//3. 設(shè)置回調(diào)函數(shù)
enhancer.setCallback(this);
//4. 創(chuàng)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(yè)協(xié)調(diào)....");
return returnVal;
}
}客戶類：
/**
* @author tcy
* @Date 02-08-2022
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建目標(biāo)對象
Host HostTarget = new Host();
//獲取到代理對象，并且將目標(biāo)對象傳遞給代理對象
Host Hostproxy = (Host)new HostProxy(HostTarget).getProxyInstance();
//執(zhí)行代理對象的方法，觸發(fā)intecept 方法，從而實現(xiàn) 對目標(biāo)對象的調(diào)用
Hostproxy.rent();
}
}現(xiàn)在不僅老王和中介都不需要實現(xiàn)接口了，而且完美的實現(xiàn)了他們之間的功能。
jdk和CGLIB實現(xiàn)動態(tài)代理的區(qū)別我們對比一下：
2、JDK動態(tài)代理與CGLIB對比
JDK動態(tài)代理：基于Java反射機制實現(xiàn)，必須要實現(xiàn)了接口的業(yè)務(wù)類才生成代理對象。
CGLIB動態(tài)代理：基于ASM機制實現(xiàn)，通過生成業(yè)務(wù)類的子類作為代理類。
JDK Proxy的優(yōu)勢：
最小化依賴關(guān)系、代碼實現(xiàn)簡單、簡化開發(fā)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(jié)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(yōu)勢：
無需實現(xiàn)接口，達(dá)到代理類無侵入，只操作關(guān)心的類，而不必為其他相關(guān)類增加工作量。高性能。
靜態(tài)代理和JDK代理模式都要求目標(biāo)對象是實現(xiàn)一個接口,但是有時候目標(biāo)對象只是一個單獨的對象,并沒有實現(xiàn)任何的接口,這個時候可使用目標(biāo)對象子類來實現(xiàn)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(jīng)典框架SpringAop和Mybtis中的應(yīng)用。
五、典型應(yīng)用
1、在SpringAop的運用
動態(tài)代理一個顯著的作用就是，在不改變目標(biāo)對象的前提下，能增強目標(biāo)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(quán)限認(rèn)證等場景。
SpringAop同時實現(xiàn)了Jdk的動態(tài)代理和Cglib的動態(tài)代理。
運用動態(tài)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(yè)務(wù)代碼。
2、在MyBatis的運用
在Mybitis實現(xiàn)的是Jdk的動態(tài)代理。
源碼中有一個MapperProxyFactory類，其中有一個方法。
//構(gòu)建handler的過程。
protected T newInstance(MapperProxy<T> mapperProxy) {
//標(biāo)準(zhǔn)的類加載器，接口，以及invocationHandler接口實現(xiàn)。
return (T) Proxy.newProxyInstance(mapperInterface.getClassLoader(), new Class[] { mapperInterface }, mapperProxy);
}Proxy.newProxyInstance()正是我們在Jdk動態(tài)代理中的使用。
結(jié)合典型應(yīng)用，認(rèn)真體會動態(tài)代理設(shè)計模式，參考軟件設(shè)計七大原則 在實際應(yīng)用中更加靈活的使用，不生搬硬套。
以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對腳本之家的支持。如果你想了解更多相關(guān)內(nèi)容請查看下面相關(guān)鏈接
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