软件设计模式 | 动态代理模式

news2025/1/10 2:51:54

文章目录

  • 一、动态代理概述
    • 1.1 代理的概述和作用
    • 1.2 动态代理的优点
    • 1.3 代理对象的创建
    • 1.4 代理对象调用方法的执行流程
  • 二、动态代理举例
    • 2.1 歌手经纪人
    • 2.2 业务功能的性能统计
    • 2.3 动态代理在 Spring 框架中的应用
  • 三、基于子类的动态代理

一、动态代理概述

1.1 代理的概述和作用

  • 什么是代理？
    代理指某些场景下对象会找一个代理对象，来辅助自己完成一些工作。如：歌星(经济人)，买房的人(房产中介)

  • 代理主要干什么工作，是如何工作的？
    是对对象的行为做一些辅助的操作。

  • 代理举例：
    歌手刚出道时，有人花钱让他唱歌，承诺先付首款再付尾款。那么，歌手的整个工作的流程是：收首款、唱歌、收尾款。
    歌手成名以后，业务越来越多，开始雇佣了经纪人。经纪人主要负责：收首款、收尾款以及调用歌手去唱歌，歌手只负责唱歌。
    在这里插入图片描述

1.2 动态代理的优点

  • 非常的灵活，支持任意接口类型的实现类对象做代理，也可以直接为接本身做代理。
  • 可以为被代理对象的所有方法做代理。
  • 不仅简化了编程工作、提高了软件系统的可扩展性，同时也提高了开发效率。
  • 可以在不改变方法源码的情况下，实现对方法功能的增强。
    方法增强的理解：歌手原本的工作是唱歌，唱歌前后的收首款和尾款方法就相当于对原本的方法的增强。

1.3 代理对象的创建

  • java 中代理的代表类是： java.lang.reflect.Proxy

  • Proxy 提供了一个静态方法，用于为对象产生一个代理对象返回。

    在这里插入图片描述
    参数二理解：因为客户是通过代理对象去调用歌手的唱歌方法，因此代理类需要接口的列表。

1.4 代理对象调用方法的执行流程

  1. 先走向代理
  2. 代理可以为方法额外做一些辅助工作
  3. 开发真正触发对象的方法的执行
  4. 回到代理中，由代理负责返回结果给方法的调用者

二、动态代理举例

2.1 歌手经纪人

项目包结构：

在这里插入图片描述

技能接口：

public interface Skill {
    void jump();
    void sing();
}

明星类：

public class Star implements Skill{
    private String name;
    public Star(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void jump() {
        System.out.println(name + "开始跳舞");
    }

    @Override
    public void sing() {
        System.out.println(name + "开始唱歌");
    }
}

明星代理类：

public class StarAgentProxy {
    /**
     * 设计一个方法来返回 一个明星对象 的 代理对象
     *      参数一：定义代理类的类加载器
     *      参数二：代理类要实现的接口列表
     *      参数三：将方法调用分派到的处理程序
     */
    public static Skill getProxy(Star obj){
        // 为张三这个对象，生成代理对象
        return (Skill) Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),
                obj.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("收首款");
                        // proxy 代理对象的引用
                        // method 正在调用的方法对象
                        // args 代表这个方法的参数
                        Object rs = method.invoke(obj, args); // 采用反射机制，如果没有返回值，则返回null
                        System.out.println("收尾款");
                        return rs;
                    }
                });
    }
}

客户端模拟：

public class Test {
    /**
     * 理解动态代理
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 创建一个对象
        Star star = new Star("张三");
        // 为张三对象，生成一个代理对象（经纪人）
        Skill proxy = StarAgentProxy.getProxy(star);
        proxy.jump();
        System.out.println("--------");
        proxy.sing();
    }
}

输出结果：

在这里插入图片描述

2.2 业务功能的性能统计

需求： 模拟某企业用户管理业务，需包含用户登录、删除、查询功能，并要统计每个功能的耗时

项目包结构：

在这里插入图片描述

用户业务层接口：

public interface UserService {
    String login(String loginName, String password);
    void delete(Integer id);
    void selectUsers();
}

用户业务层实现类：

public class UserServiceImpl implements UserService{
    @Override
    public String login(String loginName, String password) {
        String rs = "登录名称或者密码错误！";
        if("admin".equals(loginName) && "123456".equals(password)){
            rs = "登录成功";
        }
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return rs;
    }

    @Override
    public void delete(Integer id) {
        try {
            System.out.println("正在删除数据中");
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void selectUsers() {
        System.out.println("查询了100个用户数据！");
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代理对象工具类：

public class ProxyUtil {
    /**
     * 通过静态方法为用户业务对象返回代理对象
     */
    public static UserService getProxy(UserService obj){
        return (UserService) Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),
                obj.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        long startTime = System.currentTimeMillis();

                        // 真正触发对象的行为执行
                        Object rs = method.invoke(obj, args);

                        long endTime = System.currentTimeMillis();
                        System.out.println(method.getName() + "方法耗时：" + (endTime-startTime)/1000.0 + "s");
                        return rs;
                    }
                });
    }
}

客户端模拟：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        UserService proxy = ProxyUtil.getProxy(new UserServiceImpl());
        proxy.login("admin", "123456");
        proxy.delete(1);
        proxy.selectUsers();
    }
}

输出结果：

在这里插入图片描述

2.3 动态代理在 Spring 框架中的应用

转账方法的事务问题回顾:

参考：Spring 从入门到精通系列 09 —— 转账方法的事务问题与动态代理

转账业务流程中，如果中间的某一部分业务出现异常，那么会导致异常后的事务不会执行，从而引发账户出错的严重情况。

在这里插入图片描述
问题的关键在于：
整个业务方法一共获取了四次数据库连接对象，有四个业务需要处理。当前事务完成后，会直接提交事务。那么当某个事务出现异常时，只对他自己的事务进行回滚，对其他的事务不回滚。

当时提出的解决方案是：
由于整体的业务属于一个线程，那么通过使用 ThreadLocal 对象把 Connection 连接对象和当前线程绑定，即使一个线程中只有一个 Connection 对象，而不是原本的四个。（要么都发生，要么都不发生）

更新事务控制后，具体实现如下：

在这里插入图片描述
代码变的很复杂，而且每个方法都需要加上：开启事务、提交事务…等事务处理。因此，可利用动态代理的技术进行处理。
Spring 的 AOP 的实现思想就是动态代理，即 在不修改源码的基础上对已有方法进行增强。

三、基于子类的动态代理

上文讲述的代理模式属于 基于接口的动态代理模式，当其不实现任何接口时，该动态代理对象不能得到。
但是 基于子类的动态代理 可以实现不用实现接口的情况下实现代理。

导入依赖：

<dependency>
    <groupId>cglib</groupId>
    <artifactId>cglib</artifactId>
    <version>2.1_3</version>
</dependency>

明星类：

public class Star{
    private String name;

    public Star() {
    }

    public Star(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void jump() {
        System.out.println(name + "开始跳舞");
    }

    public void sing() {
        System.out.println(name + "开始唱歌");
    }
}

明星代理类：

public class ProxyUtil {
    /**
     * 通过静态方法为用户业务对象返回代理对象
     */
    public static Star getProxy(Star obj){
        return (Star) Enhancer.create(obj.getClass(), new MethodInterceptor() {
            /**
             * 执行被代理对象的任何方法都会经过该方法
             * @param proxy
             * @param method
             * @param args
             *    以上三个参数和基于接口的动态代理中invoke方法的参数是一样的
             * @param methodProxy ：当前执行方法的代理对象
             */
            @Override
            public Object intercept(Object proxy, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                System.out.println("收首款");
                Object rs = method.invoke(obj, args);
                System.out.println("收尾款");
                return rs;
            }
        });
    }
}

客户端模拟：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        final Star star = new Star("张三");
        Star proxy = ProxyUtil.getProxy(star);
        proxy.jump();
        System.out.println("--------");
        proxy.sing();
    }
}

输出结果：

在这里插入图片描述

注：基于子类的动态代理，被代理类必须实现无参构造（当被代理类中有参构造函数时，需重写无参构造），否则报以下异常。

在这里插入图片描述

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