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十四、GoF之代理模式
14.1对代理模式的理解
14.2静态代理
14.3动态代理
14.3.1JDK动态代理
14.3.2CGLIB动态代理
十四、GoF之代理模式
14.1对代理模式的理解
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场景:拍电影的时候,替身演员去代理演员完成表演。这就是一个代理模式。
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演员为什么要找替身呢?(为什么要使用代理模式?)
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怕自己受伤。(保护自己)
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自己完成不了高难度动作。(功能增强)
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在java程序中代理模式的作用:
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当一个对象需要受到保护的时候,可以考虑使用代理对象去完成某个行为。
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需要给某个对象的功能进行增强的时候,可以考虑找一个代理进行增强。
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A对象无法和B对象直接交互,也可以使用代理模式来解决。
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代理模式中有三个角色:
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目标对象(演员)
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代理对象(替身演员)
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目标对象和代理对象的公共接口。(演员和替身演员应该具有相同的行为动作)
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为什么演员和替身演员要有相同的行为动作呢?
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不想让观众知道是替身演员,这里的观众其实就是“客户端程序”。
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使用代理模式,对于客户端程序来说,客户端是无法察觉到的,客户端在使用代理对象的时候就像在使用目标对象。
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代理模式是GoF23种设计模式之一,属于结构化设计模式。
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代理模式在代码实现上,包括两种形式:
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静态代理
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动态代理
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14.2静态代理
OrderService接口
package com.hhb.proxy.service;
//订单业务接口
public interface OrderService {//代理对象和目标对象的公共接口
//生产订单
void generate();
//修改订单信息
void modify();
//查看订单详情
void detail();
}
OrderServiceImpl
package com.hhb.proxy.service;
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
/**
* 问题:统计所有业务接口的每一个业务方法的耗时。
* 解决方案一:硬编码,在每一个业务接口中的每一个业务方法中直接添加统计耗时的程序
* 缺点:1.违背OCP开闭原则 2.代码没有得到复用
* 解决方案二:编写业务类的子类,让子类继承业务类,对每个业务方法进行重写
* 缺点:1.虽然解决了OCP开闭原则,但是代码耦合度很高,因为采用了继承关系。
* 2.代码没有得到复用
* 解决方案三:代理模式
* 优点:1.解决了OCP问题 2.采用代理模式的has a,可以降低耦合度
*
* 目前使用的是静态代理,这个静态代理的缺点是:类爆炸
* 解决方法:使用动态代理模式来解决这个问题。
* 动态代理还是代理模式,只不过添加了字节码生成技术,可以在内存中为我们动态生成一个class字节码,这个字节码就是代理类
* 在内存中动态生成字节码代理类的技术叫做:动态代理
*/
@Override
public void generate() {//目标方法
//模拟生成订单的耗时
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("订单已生成");
}
@Override
public void modify() {//目标方法
//模拟修改订单的耗时
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("订单已修改");
}
@Override
public void detail() {//目标方法
//模拟查询订单的耗时
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("请看订单详情");
}
}
OrderServiceProxy
package com.hhb.proxy.service;
//代理对象(代理对象和目标对象要具有相同的行为,就要实现同一个或同一些接口)
//客户端在使用代理对象的时候就像在使用目标对象一样。
public class OrderServiceProxy implements OrderService {
//将目标对象作为代理对象的一个属性,这种关系叫做关联关系,比继承关系的耦合度低
//代理对象中含有目标对象的引用。关联关系:has a
//注意:这里要写一个公共接口类型,因为公共接口耦合度低
private OrderService target;//这就是目标对象,目标对象一定实现了OrderService接口
//创建代理对象的时候,传一个目标对象给代理对象。
public OrderServiceProxy(OrderService target) {
this.target = target;
}
@Override
public void generate() {//代理方法
//增强
long begin = System.currentTimeMillis();
//调用目标对象的目标方法
target.generate();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗时" + (end - begin) + "");
}
@Override
public void modify() {
long begin = System.currentTimeMillis();
target.modify();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗时" + (end - begin) + "");
}
@Override
public void detail() {
long begin = System.currentTimeMillis();
target.detail();
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗时" + (end - begin) + "");
}
}
客户端
package com.hhb.proxy.client;
import com.hhb.proxy.service.OrderServiceImpl;
import com.hhb.proxy.service.OrderServiceProxy;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建目标对象
OrderServiceImpl target = new OrderServiceImpl();
//创建代理对象
OrderServiceProxy proxy = new OrderServiceProxy(target);
//调用代理对象的代理方法
proxy.generate();
proxy.modify();
proxy.detail();
}
}
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以上就是代理模式中的静态代理,其中OrderService接口是代理类和目标类的共同接口。
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OrderServiceImpl是目标类,OrderServiceProxy是代理类。
14.3动态代理
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在程序运行阶段,在内存中动态生成代理类,被称为动态代理,目的是为了减少代理类的数量,解决代码复用的问题。
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在内存当中动态生成类的技术常见的包括:
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JDK动态代理技术:只能代理接口。
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CGLIB动态代理技术:CGLIB是一个开源项目,是一个强大的、高性能、高质量的Code生成类库,它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口。它既可以代理接口,又可以代理类,底层是通过继承的方式实现的。性能比JDK动态代理要好。(底层有一个小而快的字节码处理框架ASM。)
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Javassist动态代理技术。
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14.3.1JDK动态代理
OrderService接口
package com.hhb.proxy.service;
//订单业务接口
public interface OrderService {//代理对象和目标对象的公共接口
//生产订单
void generate();
//修改订单信息
void modify();
//查看订单详情
void detail();
}
OrderServiceImpl
package com.hhb.proxy.service;
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
@Override
public void generate() {//目标方法
//模拟生成订单的耗时
try {
Thread.sleep(2000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("订单已生成");
}
@Override
public void modify() {//目标方法
//模拟修改订单的耗时
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("订单已修改");
}
@Override
public void detail() {//目标方法
//模拟查询订单的耗时
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("请看订单详情");
}
}
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在动态代理中,OrderServiceProxy代理类是可以动态生成的,这个类不需要写,直接写客户端程序即可。
Client
package com.hhb.proxy.client;
import com.hhb.proxy.service.OrderService;
import com.hhb.proxy.service.OrderServiceImpl;
import com.hhb.proxy.service.TimerInvocationHandler;
import com.hhb.proxy.util.ProxyUtil;
import java.lang.reflect.Proxy;
public class Client {
//客户端程序
public static void main(String[] args) {
//创建目标对象
OrderService target = new OrderServiceImpl();
//创建代理对象
/* OrderService proxyObj = (OrderService) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
target.getClass().getInterfaces(),
new TimerInvocationHandler(target));*/
//使用工具类
OrderService proxyObj = (OrderService) ProxyUtil.newProxyInstance(target);
//调用代理对象的代理方法
proxyObj.modify();
proxyObj.detail();
proxyObj.generate();
String name = proxyObj.getName();
System.out.println(name);
}
}
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创建代理对象
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newProxyInstance翻译为:新建代理对象,也就是说,通过调用这个方法可以创建代理对象。本质上,这个Proxy.newProxyInstance()方法的执行做了两件事:
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在内存中动态的生成了一个代理类的字节码class。
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new对象了,通过内存中生成的代理类这个代码,实例化了代理对象。
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关于newProxyInstance()方法的三个重要的参数:
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第一个参数:ClassLoader loader
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它是类加载器。在内存中生成的字节码也是class文件,要执行也得先加载到内存当中。加载类就需要类加载器,所以这里需要指定类加载器。并且JDK要求,目标类的类加载器必须和代理类的类加载器使用同一个。
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第二个参数:Class<?>[] interfaces
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代理类和目标类要实现同一个接口或同一些接口。
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在内存中生成代理类的时候,这个代理类是需要你告诉它实现哪些接口的。
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第三个参数:InvocationHandler h
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InvocationHandler 被翻译为:调用处理器,是一个接口。
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在调用处理器接口中编写的就是:增强代码。
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既然是接口,就要写接口的实现类。
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TimerInvocationHandler
package com.hhb.proxy.service;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
public class TimerInvocationHandler implements InvocationHandler {
//目标对象
private Object target;
public TimerInvocationHandler(Object target) {
this.target = target;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
//这个接口的作用是写增强代码
long begin = System.currentTimeMillis();
//调用目标对象上的目标方法
//方法四要素:哪个对象,哪个方法,传什么参数,返回什么值
Object retValue = method.invoke(target, args);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗时" + (end - begin) + "毫秒");
//注意:这个invoke方法的返回值,如果代理对象调用代理方法之后,需要返回结果的话,invoke方法必须将目标对象的目标方法执行结果继续返回
return retValue;
}
}
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为什么要强行要求你必须实现InvocationHandler接口?
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因为一个类实现接口就必须实现接口中的方法。
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方法必须是invoke(),因为JDK在底层调用invoke()方法的程序已经提前写好了。
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注意:invoke方法不是程序员调用的,是JDK负责调用。
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invoke方法什么时候被调用?
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当代理对象调用代理方法的时候,注册在InvocationHandler调用处理器当中的invoke()方法被调用。
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invoke方法的三个参数
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invoke方法是JDK负责调用的,所以JDK调用这个方法的时候会自动给我们传过来这三个参数,可以在invoke方法的大括号中直接使用。
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第一个参数:Object proxy 代理对象的引用,这个参数使用较少。
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第二个参数:Method method 目标对象上的目标方法。
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第三个参数:Object[] args 目标方法上的实参。
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invoke方法执行过程中,使用method来调用目标对象的目标方法。
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工具类:ProxyUtil
package com.hhb.proxy.util;
import com.hhb.proxy.service.TimerInvocationHandler;
import java.lang.reflect.Proxy;
public class ProxyUtil {
/**
* 封装一个工具方法,可以通过这个方法获取代理对象
*
* @param target
* @return
*/
public static Object newProxyInstance(Object target) {
return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
target.getClass().getInterfaces(),
new TimerInvocationHandler(target));
}
}
14.3.2CGLIB动态代理
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CGLIB既可以代理接口,又可以代理类。底层采用继承的方式实现,所以被代理的目标类不能使用final修饰。
引入依赖
<dependency>
<groupId>cglib</groupId>
<artifactId>cglib</artifactId>
<version>3.3.0</version>
</dependency>
UserService
package com.hhb.proxy.service;
//目标类
public class UserService {
//目标方法
public boolean login(String username, String password) {
System.out.println("系统正在验证身份");
if ("admin".equals(username) && "123".equals(password)) {
return true;
}
return false;
}
//目标方法
public void logout() {
System.out.println("系统正在退出");
}
}
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使用CGLIB在内存中为UserService类生成代理类,并创建对象:
Client
package com.hhb.proxy.client;
import com.hhb.proxy.service.TimerMethodInterceptor;
import com.hhb.proxy.service.UserService;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建字节码增强器对象
//这个对象是CGLIB库当中的核心对象,就是依靠它来生成代理类
Enhancer enhancer = new Enhancer();
//告诉CGLIB父类是谁,告诉CGLIB目标类是谁
enhancer.setSuperclass(UserService.class);
//设置回调(等同于JDK动态代理当中的调用处理器。InvocationHandler)
//在CGLIB当中不是InvocatioHandler接口,是方法拦截器:MethodInterceptor
enhancer.setCallback(new TimerMethodInterceptor());
//创建代理对象
//1.在内存中生成UserService类的子类,其实就是代理类的字节码。
//2.创建代理对象
UserService userServiceProxy = (UserService) enhancer.create();
//调用代理对象的代理方法
boolean succes = userServiceProxy.login("admin", "123");
System.out.println(succes ? "登录成功" : "登录失败");
userServiceProxy.logout();
}
}
编写MethodInterceptor接口实现类
package com.hhb.proxy.service;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
public class TimerMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
@Override
public Object intercept(Object target, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
//前面增强
long begin = System.currentTimeMillis();
//调用目标对象的目标方法
Object retValue = methodProxy.invokeSuper(target, objects);
//后面增强
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗时" + (end - begin) + "毫秒");
return retValue;
}
}