1.概述
2.结构
3.静态代理
- 3.1.实现
- 3.2.优缺点
4.动态代理
- 4.1.JDK 动态代理
- - 4.1.1.实现
  - 4.1.2.思考
  - - 4.1.2.1.ProxyFactory 是代理类吗？
    - 4.1.2.2.动态代理的执行流程是什么样？
    - 4.1.2.3.为什么 JDK 动态代理只能代理有接口的类？
- 4.2.CGLIB 动态代理
5.三种代理的对比
6.代理模式的优缺点

1.概述

（1）由于某些原因需要给某对象提供一个代理以控制对该对象的访问。这时，访问对象不适合或者不能直接引用目标对象，代理对象作为访问对象和目标对象之间的中介。

（2）代理模式则是一种结构型设计模式，它允许通过创建一个代理对象来控制对原始对象的访问。代理对象充当了客户端与原始对象之间的中介，并可以在访问原始对象前后执行额外的逻辑。代理模式的核心思想是通过引入一个代理对象来间接访问原始对象，从而可以在不修改原始对象的情况下增加额外的功能或控制访问。

（3）代理模式提供了对对象的间接访问，使得系统更加灵活、可扩展和易于维护。它符合单一职责原则和开闭原则，并可与其他设计模式（如装饰器模式、适配器模式）相结合使用。

（4）Java 中的代理按照代理类生成时机不同又分为静态代理和动态代理。

静态代理在编译期间就已经确定代理类和被代理类的关系；
动态代理代理类则是在 Java 运行时动态生成，动态代理又分为JDK 代理和CGLib 代理这两种。

2.结构

代理 (Proxy) 模式分为三种角色：

抽象主题 (Subject) 类：通过接口或抽象类声明真实主题和代理对象实现的业务方法。
真实主题 (Real Subject) 类：实现了抽象主题中的具体业务，是代理对象所代表的真实对象，是最终要引用的对象。
代理 (Proxy) 类：提供了与真实主题相同的接口，其内部含有对真实主题的引用，它可以访问、控制或扩展真实主题的功能。

3.静态代理

3.1.实现

【例】火车站卖票
如果要买火车票的话，需要去火车站买票，坐车到火车站，排队等一系列的操作，显然比较麻烦。而火车站在多个地方都有代售点，我们去代售点买票就方便很多了。这个例子其实就是典型的代理模式，火车站是目标对象，代售点是代理对象。类图如下：
在这里插入图片描述
代码如下：
SellTickets.java

//卖火车票的接口
public interface SellTickets {
    void sell();
}

TrainStation.java

//火车站类
public class TrainStation implements SellTickets{
    public void sell(){
        System.out.println("火车站买票");
    }
}

ProxyPoint.java

//代售点类
public class ProxyPoint implements SellTickets{
    
    //声明火车站类对象
    private TrainStation trainStation = new TrainStation();
    
    @Override
    public void sell() {
        System.out.println("代售点收取一些费用");
        trainStation.sell();
    }
}

Client.java

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建代售点对象
        ProxyPoint proxyPoint = new ProxyPoint();
        //调用方法进行卖票
        proxyPoint.sell();
    }
}

从上面代码中可以看出测试类直接访问的是 ProxyPoint 类对象，也就是说 ProxyPoint 作为访问对象和目标对象的中介。同时也对 sell 方法进行了增强（代理点收取一些服务费用）。

3.2.优缺点

（1）静态代理是在编译时期创建代理类的一种代理模式。代理类在代码中显式定义，并且代理对象和目标对象之间的关系在编译时就确定了。静态代理有以下优点和缺点：

优点：
- 控制访问：静态代理可以在代理类中加入额外的逻辑来控制对目标对象的访问，例如权限验证、安全控制等。这样可以保证目标对象的安全性和一致性。
- 增强功能：通过静态代理，可以在目标对象的方法调用前后添加额外的逻辑，实现对目标对象的功能增强，比如日志记录、性能监控、事务管理等。
- 简单易用：相对于动态代理，静态代理的实现相对简单，不需要依赖第三方库或框架。开发人员可以更容易理解和掌控代理的行为。
- 更好的可读性：静态代理的代码结构清晰明确，代理类与目标类的关系清晰可见，便于理解和维护。
缺点：
- 代码冗余：每个需要代理的类都需要编写一个对应的代理类，这样会导致代理类的数量增多，增加代码冗余和维护的成本。
- 扩展性差：当目标对象的接口发生变化时，静态代理类需要相应地进行修改，违背了开闭原则。添加新的目标对象也需要创建对应的代理类，繁琐且不易扩展。
- 代理类和目标类的紧耦合：静态代理中代理类与目标类的关系是静态确定的，代理类与目标类紧密耦合，一旦目标类发生变化，代理类也需要相应地进行调整。
- 只能代理特定的目标对象：每个代理类只能代理指定的目标对象，不能代理其他类，限制了静态代理的复用性。

（2）总体而言，静态代理在简单的场景下使用较为方便，但在复杂的业务场景中，动态代理更加灵活和可扩展。

4.动态代理

4.1.JDK 动态代理

4.1.1.实现

下来使用 JDK 动态代理来实现上面的案例。java.lang.reflect 包中提供了一个动态代理类 Proxy，Proxy 并不是上述所说的代理对象的类，而是提供了一个创建代理对象的静态方法（newProxyInstance 方法）来获取代理对象。实现代码如下：
SellTickets.java

package com.itheima.patterns.structuralpattern.proxy.dynamic_proxy.jdk_proxy;

//卖火车票的接口
public interface SellTickets {
    void sell();
}

TrainStation.java

package com.itheima.patterns.structuralpattern.proxy.dynamic_proxy.jdk_proxy;

//火车站类
public class TrainStation implements SellTickets {
    public void sell(){
        System.out.println("火车站卖票");
    }
}

ProxyFactory.java

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

//获取代理对象的工厂类
public class ProxyFactory {
    
    //声明目标对象
    private TrainStation station = new TrainStation();
    
    public SellTickets getProxyObject(){
        //返回代理对象
        /*
            ClassLoader loader: 类加载器，用于加载代理类。可以通过目标对象获取类加载器
            Class<?>[] interfaces: 代理类实现的接口的字节码对象
            InvocationHandler h: 代理对象的调用处理程序
         */
        SellTickets proxyObject = (SellTickets) Proxy.newProxyInstance(
                station.getClass().getClassLoader(),
                station.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler(){
                    /*
                        Object proxy: 代理对象,和 proxyObject 对象是同一个对象，在 invoke 方法中基本不用
                        Method method: 对接口中的方法进行封装的method对象
                        Object[] args: 调用方法的实际参数
                        返回值：方法的返回值。
                     */
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        //System.out.println("invoke方法执行了");
                        System.out.println("代售点收取一定的服务费用(jdk动态代理)");
                        //执行目标对象的方法
                        method.invoke(station,args);
                        return null;
                    }
                }
        );
        return proxyObject;
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //获取代理对象
        //1.创建代理工厂对象
        ProxyFactory factory = new ProxyFactory();
        //2.使用factory对象的方法获取代理对象
        SellTickets proxyObject = factory.getProxyObject();
        //3.调用卖票的方法
        proxyObject.sell();
    }
}

结果如下：

代售点收取一定的服务费用(jdk动态代理)
火车站买票

4.1.2.思考

4.1.2.1.ProxyFactory 是代理类吗？

ProxyFactory 不是代理模式中所说的代理类，而代理类是程序在运行过程中动态的在内存中生成的类。这里可以通过阿里巴巴开源的 Java 诊断工具（Arthas【阿尔萨斯】）来查看代理类的结构，具体使用方法如下：
① 由于代理类存在于内存中，所以为了获取到该类，先让 Client.java 中的主函数一直运行，即可以在方法末尾加一个死循环（事后记得删除掉）。

//获取代理对象的运行时对象的类，结果为：class com.sun.proxy.$Proxy0
System.out.println(proxyObject.getClass());
//让主函数一直执行
while(true) {}

② 先运行 Client.java 中的主函数，然后再运行 Java 诊断工具 Arthas。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

/*
 * Decompiled with CFR.
 *
 * Could not load the following classes:
 *  com.itheima.patterns.structuralpattern.proxy.dynamic_proxy.jdk_proxy.SellTickets
 */
package com.sun.proxy;

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

public final class $Proxy0
extends Proxy
implements SellTickets {
    private static Method m1;
    private static Method m2;
    private static Method m3;
    private static Method m0;

    public $Proxy0(InvocationHandler invocationHandler) {
        super(invocationHandler);
    }

    static {
        try {
            m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));
            m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
            m3 = Class.forName("com.itheima.patterns.structuralpattern.proxy.dynamic_proxy.jdk_proxy.SellTickets").getMethod("sell", new Class[0]);
            m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
            return;
        }
        catch (NoSuchMethodException noSuchMethodException) {
            throw new NoSuchMethodError(noSuchMethodException.getMessage());
        }
        catch (ClassNotFoundException classNotFoundException) {
            throw new NoClassDefFoundError(classNotFoundException.getMessage());
        }
    }

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

    public final String toString() {
        try {
            return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
        }
        catch (Error | RuntimeException throwable) {
            throw throwable;
        }
        catch (Throwable throwable) {
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
        }
    }

    public final int hashCode() {
        try {
            return (Integer)this.h.invoke(this, m0, null);
        }
        catch (Error | RuntimeException throwable) {
            throw throwable;
        }
        catch (Throwable throwable) {
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
        }
    }

    public final void sell() {
        try {
            this.h.invoke(this, m3, null);
            return;
        }
        catch (Error | RuntimeException throwable) {
            throw throwable;
        }
        catch (Throwable throwable) {
            throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
        }
    }
}

从上面的类中，可以看到以下几个信息：

代理类 (Proxy0) 实现了 SellTickets。这也就印证了之前说的真实类和代理类实现同样的接口。
代理类 (Proxy0) 将我们提供了的匿名内部类对象传递给了父类。

4.1.2.2.动态代理的执行流程是什么样？

① 在测试类中通过代理对象调用 sell() 方法；
② 根据多态的特性，执行的是代理类 (Proxy0) 中的 sell() 方法；
③ 代理类 (Proxy0) 中的 sell() 方法中又调用了 InvocationHandler 接口的子实现类对象的 invoke 方法；
④ invoke 方法通过反射执行了真实对象所属类 (TrainStation) 中的 sell() 方法；

4.1.2.3.为什么 JDK 动态代理只能代理有接口的类？

（1）JDK 动态代理只能代理实现了接口的类，是因为 JDK 动态代理是基于接口的。在Java中，动态代理是通过反射机制来实现的。JDK 动态代理代理的是接口的方法调用，它会在运行时生成一个代理类来代替原始对象。这个代理类实现了代理的接口，并将方法的调用委托给实际的对象。

（2）由于 Java 是一种静态类型语言，并且在编译时需要明确指定类型，所以 JDK 动态代理要求被代理的类必须实现一个接口。在生成代理类时，JDK 动态代理会根据接口定义来生成代理类的代码，从而实现对接口方法的代理。

（3）如果要代理没有实现接口的类，可以使用其他的代理方式，如 CGLIB 动态代理。CGLIB 动态代理是通过生成被代理类的子类来实现代理，可以绕过接口的限制。但相对于 JDK 动态代理，CGLIB 动态代理的实现原理更加复杂，并且生成的代理类的性能也相对较低。

（4）总结来说，JDK 动态代理只能代理有接口的类，是因为 JDK 动态代理是基于接口的实现，通过生成代理类来代理接口方法的调用。如果需要代理没有实现接口的类，可以考虑使用其他的代理方式。

4.2.CGLIB 动态代理

（1）如果没有定义 SellTickets 接口，只定义了 TrainStation（火车站类）。很显然 JDK 代理是无法使用了，因为 JDK 动态代理要求必须定义接口，对接口进行代理。不过此时可以使用 CGLIB 代理来实现。CGLIB 是一个功能强大，高性能的代码生成包。它为没有实现接口的类提供代理，为 JDK 的动态代理提供了很好的补充。

（2）CGLIB 是第三方提供的包，所以需要引入 jar 包的坐标：

<dependency>
    <groupId>cglib</groupId>
    <artifactId>cglib</artifactId>
    <version>2.2.2</version>
</dependency>

（3）具体代码实现如下：
TrainStation.java

//火车站类
public class TrainStation{
    public void sell(){
        System.out.println("火车站卖票");
    }
}

ProxyFactory.java

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;

//代理对象工厂，用来获取代理对象，
// Cglib 动态代理，实现 MethodInterceptor 接口
public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {
    
    //声明火车站对象
    private TrainStation station = new TrainStation();
    
    //定义获取代理对象的方法
    public TrainStation getProxyObject(){
        //创建 Enhancer对象，类似于 JDK 代理中的 Proxy 类
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        //因为 Cglib 是针对指定的类生成一个子类，所以需要指定父类，即设置父类的字节码对象(指定父类)
        enhancer.setSuperclass(TrainStation.class);
        //设置回调函数
        enhancer.setCallback(this);
        //创建代理对象
        TrainStation proxyObject = (TrainStation)enhancer.create();
        return proxyObject;
    }
    
    //重写拦截方法
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        //System.out.println("方法执行了");
        System.out.println("代售点收取一定的服务费用(CGLib 代理)");
        //要调用目标对象的方法
        Object obj = method.invoke(station, args);
        return obj;
    }
}

Client.java

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建代理工厂对象
        ProxyFactory factory = new ProxyFactory();
        //获取代理对象
        TrainStation proxyObject = factory.getProxyObject();
        //调用代理对象中的 sell() 方法卖票
        proxyObject.sell();
    }
}

5.三种代理的对比

（1）JDK 代理和 CGLIB 代理
① 使用 CGLib 实现动态代理，CGLIb 底层采用 ASM 字节码生成框架，使用字节码技术生成代理类，在 JDK1.6 之前比使用 Java 反射效率要高。唯一需要注意的是，CGLIb 不能对声明为 final 的类或者方法进行代理，因为CGLib原理是动态生成被代理类的子类。
② 在 JDK1.6、JDK1.7、JDK1.8 逐步对 JDK 动态代理优化之后，在调用次数较少的情况下，JDK 代理效率高于 CGLib 代理效率，只有当进行大量调用的时候，JDK1.6 和 JDK1.7 比 CGLib 代理效率低一点，但是到 JDK1.8 的时候，JDK 代理效率高于 CGLib 代理。所以如果有接口使用 JDK 动态代理，如果没有接口使用 CGLIB 代理。

（2）动态代理和静态代理
① 动态代理与静态代理相比较，最大的好处是接口中声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中处理 (InvocationHandler.invoke)。这样，在接口方法数量比较多的时候，我们可以进行灵活处理，而不需要像静态代理那样每一个方法进行中转。
② 如果接口增加一个方法，静态代理模式除了所有实现类需要实现这个方法外，所有代理类也需要实现此方法。增加了代码维护的复杂度。而动态代理不会出现该问题

6.代理模式的优缺点

代理模式是一种常用的设计模式，它可以在不改变原始对象的前提下，为其提供额外的功能或控制访问。下面是代理模式的优点和缺点：

（1）优点：

职责分离：代理模式可以将请求发送者与真实的执行者分离，在一定程度上实现了职责的分离。代理类负责处理客户端的请求和一些其他的功能，而真实对象只关注具体的业务逻辑。
控制访问：代理模式可以通过代理类来控制对真实对象的访问。例如，可以在代理类中进行权限验证、安全检查或者性能监控，从而对客户端的访问进行控制。
延迟加载：代理模式中的延迟加载是指在需要真实对象时才进行创建和初始化。例如，懒加载的代理可以在真正需要时才会创建对象，从而节省了系统的资源。
扩展性：通过代理模式，可以通过增加代理类来扩展系统的功能，而无需修改原始类。这符合开闭原则。

（2）缺点：