【Spring】详细了解静态代理和动态代理的使用

news2024/11/17 3:33:57

目录

1.代理模式介绍

2. 静态代理

3.动态代理

3.1 JDK动态代理

3.2 CGLIB动态代理

4. 动态代理和静态代理的区别

1.代理模式介绍

代理模式分为动态代理和静态代理，目的是在不直接暴露真实对象的情况下，通过代理对象来间接访问真实对象，从而可以在访问前后添加额外的功能，比如日志记录、性能监控、事务管理等。核心思想：不改变原有的代码模式下，去增加一些功能。

 通过一张图来了解代理模式：在这张图中，房东要出租房，我要租房，但是房东不想去搞一系列复杂的事情，于是找了一个代理的中介角色，客户直接和中介去租房就可以。房东和代理中介有一个共同的接口就是出租房。

2. 静态代理

静态代理是指在程序运行前就已经确定了代理类的具体实现，也就是说代理类是在编译期就创建好的，并且需要显式地为每个接口或类编写一个代理类。

以上面事件为例，实现静态代理

（1）首先定义一个接口House，定义一个租房的方法 rent()

package com.its.ex02.poxy01;

public interface House {
    /*
       1. 静态代理：
    *       以房东出租房子为例：
            房东，被代理的人。中介：代理人。租客：需要与被代理人沟通的人。
    * */
    void rent();
}

(2)定义一个实现类，代表房东，实现接口方法

package com.its.ex02.poxy01;

public class MyHouse implements House{
    @Override
    public void rent() {
        System.out.println("我要出租房子");
    }
}

（3）定义一个代理对象，用于帮被代理人出租房子

package com.its.ex02.poxy01;

public class Poxy implements House {
    private House ownerHouse;

    public Poxy(House ownerHouse) {
        this.ownerHouse = ownerHouse;
    }

    @Override
    public void rent() {
        lookHouse();
        talkPrice();
        //帮被代理人出租房子
        ownerHouse.rent();
        takeMoney();

    }
  //代理对象也可以有自己的一些功能
  private void lookHouse(){
      System.out.println("带客户去看房子");
  }
    private void talkPrice(){
        System.out.println("跟客户谈价格");
    }
    private void takeMoney(){
        System.out.println("拿提成");
    }
}

（4）执行测试，租客直接找代理人租房即可

package com.its.ex02.poxy01;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
//        找房子的客户
        MyHouse client = new MyHouse();
//        通过代理人租房
        Poxy poxy = new Poxy(client);
//        代理人给客户租房，其中也能做自己的事情
        poxy.rent();
    }
}

测试结果如下，静态代理完成。

静态代理的特点

  • 固定代理类：对于每个接口或类都需要手动创建一个代理类。（造成代码臃肿）
  • 编译期生成：代理类在编译时就已经存在。
  • 不可扩展：一旦定义了代理类，要扩展其功能就需要修改代码并重新编译。
  • 易于理解：代码结构清晰，容易理解。

3.动态代理

动态代理是指在运行时动态创建代理对象，它不需要为每个接口编写单独的代理类。Java 提供了两种动态代理的方式：

  1. 基于接口的动态代理，JDK代理（使用 java.lang.reflect.Proxy 类）
  2. 基于类的动态代理，CGLIB代理（使用 CGLIB 库或其他第三方库）。

3.1 JDK动态代理

通过接口的方式，让代理类和实际业务类实现统一的接口，并且借助代理类统一管理接口 InvocationHandler（房子接口）进行动态代理机制的实现。这种方式依赖于接口，如果一个类不 实现接口则无法实现代理。

（1）首先定义一个接口House，定义一个租房的方法 rent()写一个

package com.its.ex02.poxy02;

public interface House {
    void rent();
}

（2）然后定义一个房东类实现这个接口，重写租房的方法。

package com.its.ex02.poxy02;

public class MyHouse implements House {
    @Override
    public void rent() {
        System.out.println("我要出租房子");
    }
}

（3）定义proxyJDK这个类，这个类实现了 InvocationHandler 接口，它是用来处理代理对象方法调用的。

package com.its.ex02.poxy02;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;


//这个类实现了 InvocationHandler 接口，它是用来处理代理对象方法调用的
public class PoxyJDK implements InvocationHandler {
    private House house;

//    这个构造函数接收一个 House 类型的对象，并将其赋值给成员变量 house
//    接口类型的好处是只要实现了House接口的实现类都可以被代理
    public PoxyJDK(House house) {
        this.house = house;
    }

    //实现InvocationHandler接口，用于处理 代理对象上（房东） 的方法调用。
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("调用方法前可以执行动态代理人自己的事情");
        //使用反射机制调用实际对象 House接口 上的方法。
        Object o = method.invoke(house, args);
        System.out.println("调用方法后也可以执行动态代理人自己的事情");
        //返回方法调用的结果
        return o;
    }
}

（4）定义一个客户类，用于演示如何创建代理对象并调用其方法。

package com.its.ex02.poxy02;

import java.lang.reflect.Proxy;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //1.被代理的类
        MyHouse myHouse = new MyHouse();
        //2.代理类, 创建一个 PoxyJDK 实例，传入 myHouse 作为被代理对象。
        PoxyJDK poxyJDK = new PoxyJDK(myHouse);
        //3.获取myHouse的类加载器接口,这是使用 Proxy.newProxyInstance 方法创建代理对象所必需的
        ClassLoader classLoader = MyHouse.class.getClassLoader();
        //4.获取 MyHouse 类实现的所有接口，通常这里只有一个接口，即 House
        Class<?>[] interfaces = MyHouse.class.getInterfaces();
        //5.使用 Proxy.newProxyInstance 方法创建代理对象 house
        House house = (House) Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, poxyJDK);
        //调用代理对象的 rent 方法。
        house.rent();
    }
}

（5）执行测试代码，结果如下，演示成功

3.2 CGLIB动态代理

CGLIB概念

  • CGLIB是一个强大的高性能的代码生成库。它允许你在运行时创建一个现有类的子类。CGLIB 主要用于实现动态代理，尤其适用于那些没有实现接口的类
  • 与JDK动态代理机制不同，CGLIB 不是通过接口来创建代理对象，而是通过继承来创建一个子类，因此它可以为任何类创建代理，只要这个类不是 final 的。

原理

GLIB 使用字节码技术为指定的类创建一个子类，并覆盖其中的方法。当调用代理对象的方法时，实际上会调用 CGLIB 生成的方法拦截器（MethodInterceptor）来处理方法调用。这个方法拦截器可以让你在方法调用前后添加额外的逻辑。

（1）首先定义一个接口House，定义一个租房的方法 rent()写一个

package com.its.ex02.poxy03;

public interface House {
    void rent();
}

（2）然后定义一个房东类实现这个接口，重写租房的方法。

package com.its.ex02.poxy03;

public class MyHouse implements House {
    @Override
    public void rent() {
        System.out.println("我要出租房子");
    }
}

（3）接下来，我们需要创建一个实现了 MethodInterceptor 接口的类PoxyCGLIB，用于处理方法调用。

package com.its.ex02.poxy03;

import com.its.ex02.poxy01.House;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;

public class poxyCGLIB implements MethodInterceptor {
    public House house;

    public poxyCGLIB(House house) {
        this.house = house;
    }
    /*
        o: 当前代理对象实例。
        method: 被调用的方法的 Method 对象。
        objects: 被调用的方法的参数列表。
        methodProxy: 用于调用原始方法的代理对象。
     */
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("执行方法前做的事情,方法名："+method.getName());
        Object result = methodProxy.invoke(house, objects);
        System.out.println("执行方法后做的事情方,法名："+method.getName());
        return result;
    }
}

注：上面的method参数的使用：

  1. 基于方法名的不同执行不同的前置或后置逻辑：以根据方法名来判断是否需要执行特定的前置逻辑或后置逻辑。

  2. 验证方法参数：可以通过检查方法的参数来确保它们符合预期。

  3. 修改方法行为：如果需要的话，您可以根据方法签名来改变方法的行为，例如，改变方法的返回值。

  4. 记录方法调用：可以记录哪些方法被调用了以及它们被调用时的参数信息。

（4）定义一个客户类，用于测试创建代理对象并调用代理对象的方法。

package com.its.ex02.poxy03;
import com.its.ex02.poxy03.House;
import org.springframework.cglib.core.DebuggingClassWriter;
import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        MyHouse myHouse = new MyHouse();

        // 代理类class文件存入本地磁盘方便我们反编译查看源码
        System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY,
                "D:\\code");
        // Enhancer 是 CGLIB 中用于创建代理对象的类。
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        // 设置 Enhancer 的父类为 MyHouse 类，这表示代理类将继承 MyHouse 类。
        enhancer.setSuperclass(MyHouse.class);
        // 设置enhancer的回调对象
        enhancer.setCallback(new poxyCGLIB(myHouse));
        // 创建代理对象，类型转换为 House 接口
        House house = (House) enhancer.create();
        // 通过代理对象调用目标方法
        house.rent();
    }
}

CGLIB 与 JDK 动态代理的区别

  • 适用场景：JDK 动态代理要求目标对象必须实现至少一个接口，而 CGLIB 可以为任何非 final 类创建代理。
  • 代理机制：JDK 动态代理是基于接口的，而 CGLIB 是基于继承的。
  • 性能：通常情况下，CGLIB 产生的代理类可能比 JDK 动态代理慢一点，因为它涉及到了字节码级别的操作。
  • 兼容性：CGLIB 是一个第三方库，需要在项目中引入相应的依赖

4. 动态代理和静态代理的区别

区别

  1. 代理类的创建时机：

    • 静态代理：代理类在编译期就已经创建好了。
    • 动态代理：代理类是在运行时动态创建的。

  2. 代理类的创建方式：

    • 静态代理：需要为每个接口或类手动编写代理类。
    • 动态代理：通过反射机制在运行时创建代理类。

  3. 代理类的数量：

    • 静态代理：每个接口或类都有一个对应的代理类。
    • 动态代理：可以为多个接口或类创建一个代理类。

  4. 代码的可维护性和扩展性：

    • 静态代理：代码结构简单，但扩展性较差，因为每次都需要修改代理类。
    • 动态代理：更易于扩展，因为可以复用同一个 InvocationHandler。

  5. 性能考虑：

    • 静态代理：由于代理类是提前编译好的，所以在运行时的性能可能略优于动态代理。
    • 动态代理：创建代理对象和执行方法调用时会有一些额外开销，但在大多数情况下这些开销是可以接受的。

动态代理可以动态的生成代理类，静态代理则需要预先定义代理类，对于每一个接口都需要有一个对应的代理类，下面举例说明。

假设我们有两个接口 ServiceA 和 ServiceB，我们希望为这两个接口创建代理，以便在调用实际服务之前和之后添加一些通用的逻辑（例如日志记录）。

静态代理

// ServiceA 接口
public interface ServiceA {
    void doSomethingA();
}

// ServiceB 接口
public interface ServiceB {
    void doSomethingB();
}

// ServiceA 的实现
public class ServiceAImpl implements ServiceA {
    @Override
    public void doSomethingA() {
        System.out.println("Doing something A...");
    }
}

// ServiceB 的实现
public class ServiceBImpl implements ServiceB {
    @Override
    public void doSomethingB() {
        System.out.println("Doing something B...");
    }
}

// ServiceA 的静态代理类
public class ServiceAProxy implements ServiceA {
    private ServiceA serviceA;

    public ServiceAProxy(ServiceA serviceA) {
        this.serviceA = serviceA;
    }

    @Override
    public void doSomethingA() {
        System.out.println("Before doSomethingA");
        serviceA.doSomethingA();
        System.out.println("After doSomethingA");
    }
}

// ServiceB 的静态代理类
public class ServiceBProxy implements ServiceB {
    private ServiceB serviceB;

    public ServiceBProxy(ServiceB serviceB) {
        this.serviceB = serviceB;
    }

    @Override
    public void doSomethingB() {
        System.out.println("Before doSomethingB");
        serviceB.doSomethingB();
        System.out.println("After doSomethingB");
    }
}

动态代理

// 公共的日志记录 InvocationHandler
public class LoggingInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;

    public LoggingInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("Before method call: " + method.getName());
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("After method call: " + method.getName());
        return result;
    }
}

// 创建代理对象并使用
public class ProxyDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ServiceA serviceA = new ServiceAImpl();
        ServiceA serviceAProxy = (ServiceA) Proxy.newProxyInstance(
                ServiceA.class.getClassLoader(),
                new Class<?>[]{ServiceA.class},
                new LoggingInvocationHandler(serviceA)
        );
        
        ServiceB serviceB = new ServiceBImpl();
        ServiceB serviceBProxy = (ServiceB) Proxy.newProxyInstance(
                ServiceB.class.getClassLoader(),
                new Class<?>[]{ServiceB.class},
                new LoggingInvocationHandler(serviceB)
        );

        serviceAProxy.doSomethingA();
        serviceBProxy.doSomethingB();
    }
}

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