Java设计模式 11-代理模式

news2024/10/5 14:11:23

代理模式

一、 代理模式(Proxy)

1、代理模式的基本介绍

  1. 代理模式：为一个对象提供一个替身，以控制对这个对象的访问。即通过代理对象访问目标对象.这样做的好处是: 可以在目标对象实现的基础上,增强额外的功能操作,即扩展目标对象的功能。
  2. 被代理的对象可以是远程对象、创建开销大的对象或需要安全控制的对象
  3. 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， 他是属于动态代理的范畴)。

代理模式示意图

image-20210701203224584

二、静态代理

1、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

2、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

  • 思路分析图解(类图)

image-20210701205352092

  • 代码实现

主方法

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建目标对象(被代理对象)
        TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();

        //创建代理对象, 同时将被代理对象传递给代理对象
        TeacherDaoProxy teacherDaoProxy = new TeacherDaoProxy(teacherDao);

        //通过代理对象，调用到被代理对象的方法
        //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
        teacherDaoProxy.teach();
    }
}

ITeacherDao接口

//接口
public interface ITeacherDao {
    void teach(); // 授课的方法
}

TeacherDao类，被代理对象

public class TeacherDao implements ITeacherDao {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println(" 老师授课中	。。。。。");
    }
}

TeacherDaoProxy类，代理对象

//代理对象,静态代理
public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao{
    private ITeacherDao target; //被代理对象，聚合关系

    //构造器
    public TeacherDaoProxy(ITeacherDao target) { 
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("开始代理	完成某些操作。。。。。 ");//方法target.teach();
        System.out.println("提交。。。。。");//方法
    }
}

15.1.1 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

三、动态代理

15.1.1 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

2、JDK 中生成代理对象的 API

1)代理类所在包:java.lang.reflect.Proxy

2)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:

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

3、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)

  • 图解

image-20210701210805834

  • 代码实现

主函数

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建目标对象,被代理类
        ITeacherDao target = new TeacherDao();

        //给目标对象，创建代理对象, 可以转成 ITeacherDao，获取代理类
        ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();

        // proxyInstance=class com.sun.proxy.$Proxy0 内存中动态生成了代理对象
        System.out.println("proxyInstance=" + proxyInstance.getClass());
        
        //通过代理对象，调用目标对象的方法
        //proxyInstance.teach();
        proxyInstance.sayHello(" tom ");
    }
}

ITeacherDao

//接口
public interface ITeacherDao {
    void teach(); // 授课方法
    void sayHello(String name);
}

ProxyFactory

public class ProxyFactory {

    //维护一个目标对象 , Object 
    private Object target;

    //构造器 ， 对 target  进行初始化
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    //给目标对象  生成一个代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        //说明
        /*
        *	public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
        Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)

        //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
        //2. Class<?>[] interfaces:  目标对象实现的接口类型，使用泛型方法确认类型
        //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
        */
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println("JDK 代理开始~~");
                //反射机制调用目标对象的方法
                Object returnVal = method.invoke(target, args);
                System.out.println("JDK 代理提交"); 
                return returnVal;
            }
        });
    }
}

TeacherDao，被代理类

public class TeacherDao implements ITeacherDao {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println(" 老师授课中.... ");
    }
    
    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("hello " + name);
    }
}

四、 Cglib 代理

1、Cglib 代理模式的基本介绍

1)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

2)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。

3)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

4)在 AOP 编程中如何选择代理模式：

  1. 目标对象需要实现接口，用 JDK 代理
  2. 目标对象不需要实现接口，用 Cglib 代理

5)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

2、Cglib 代理模式实现步骤

1)需要引入 cglib 的 jar 文件

image-20210701213619560

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/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.

3、 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

  • 思路图解

image-20210701215220914

  • 代码实现

主函数

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建目标对象
        TeacherDao target = new TeacherDao();
        //获取到代理对象，并且将目标对象传递给代理对象
        TeacherDao proxyInstance = (TeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();

        //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
        String res = proxyInstance.teach();
        System.out.println("res=" + res);
    }
}

ProxyFactory代理类

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {
    //维护一个目标对象 ，聚合关系
    private Object target;

    //构造器，传入一个被代理的对象
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    //返回一个代理对象:	是 target 对象的被代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        //1. 创建一个工具类
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        //2. 设置父类，传入被代理类的class类
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        //3. 设置回调函数
        enhancer.setCallback(this);
        //4. 创建子类对象，即代理对象
        return enhancer.create();
    }
    
    //重写intercept()方法，会调用目标对象的方法
    @Override
    public Object intercept(Object arg0, Method method, Object[] args, MethodProxy arg3) throws Throwable {
        System.out.println("Cglib 代理模式 ~~ 开始"); 
        Object returnVal = method.invoke(target, args); 
        System.out.println("Cglib 代理模式 ~~ 提交"); 
        return returnVal;
    }
}

TeacherDao被代理类

public class TeacherDao {
    public String teach() {
        System.out.println(" 老师授课中	， 我是 cglib 代理，不需要实现接口 "); return "hello";
    }
}

五、几种常见的代理模式介绍— 几种变体

1)防火墙代理：

内网通过代理穿透防火墙，实现对公网的访问。

2)缓存代理：

比如：当请求图片文件等资源时，先到缓存代理取，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。

3)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。

4)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

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