温故知新之：代理模式，静态代理和动态代理(JDK动态代理)

news2024/11/23 3:18:32

0、前言

代理模式可以在不修改被代理对象的基础上，通过扩展代理类，进行一些功能的附加与增强。

1、静态代理

静态代理是一种代理模式的实现方式，它在编译期间就已经确定了代理对象，需要为每一个被代理对象创建一个代理类。静态代理的实现比较简单，但是每个被代理对象都需要创建一个代理类，因此在代理对象比较多时，会导致代码几余和维护成本增加。

静态代理有两种实现，继承和聚合两种模式。

1.1、继承模式

需要定义接口或者父类，被代理对象与代理对象一起实现相同的接口或者继续相同父类，代理对象继承目标对象，重新目标对象的方法。

 目标对象：

package proxy.staticproxy.extends_model;

//目标对象
public class UserService {

    public void login(){
        System.out.println("login success");
    }
}

代理类：

package proxy.staticproxy.extends_model;

//代理对象
public class UserServiceProxy extends UserService{

    public void login(){
        System.out.println("开始执行--------------");
        super.login();
    }
}

 测试类： 

package proxy.staticproxy;

import proxy.staticproxy.extends_model.UserServiceProxy;
import proxy.staticproxy.implements_model.FactoryOne;
import proxy.staticproxy.implements_model.FactoryOneProxy;
import proxy.staticproxy.implements_model.IFactory;

public class Test {

    @org.junit.Test
    public void extends_model(){
        UserServiceProxy proxy = new UserServiceProxy();
        proxy.login();
    }

    //  待代理类来处理
    /// 场景：当不想改动被代理类的业务逻辑，在处理开始和结束分别加上时间显示
    /// 处理核心逻辑：需要实现被代理类的接口及方法，在实现方法中田间需要添加的业务处理逻辑
    @org.junit.Test
    public void implements_model(){
        // 创建被代理类的对象
        IFactory word = new FactoryOne();

        // 创建代理类的对象
        IFactory proxyPaperFactory = new FactoryOneProxy(word);
        proxyPaperFactory.production();
    }
    // 直接调用被代理类业务处理
    @org.junit.Test
    public void test01(){
        // 创建被代理类的对象
        IFactory word = new FactoryOne();
        word.production();
    }
}

 执行结果：

开始执行--------------
login success

1.2、聚合模式

Subject：抽象主题角色，抽象主题类可以是抽象类，也可以是接口，是一个最普通的业务类型定义，无特殊要求。
RealSubject：具体主题角色，也叫被委托角色、被代理角色。是业务逻辑的具体执行者。
Proxy：代理主题角色，也叫委托类、代理类。它把所有抽象主题类定义的方法给具体主题角色实现，并且在具体主题角色处理完毕前后做预处理和善后工作。 

Subject 接口：

package proxy.staticproxy.implements_model;

public interface IFactory {

    void production();
}

 RealSubject 类：

package proxy.staticproxy.implements_model;

public class FactoryOne implements IFactory {

    @Override
    public void production() {
        System.out.println(" 被代理类，开始初始化 ");

        System.out.println(" 生产笔记本、鼠标、键盘等等 ");

        System.out.println(" 被代理类处理完成 ");
    }
}

Proxy 类：

package proxy.staticproxy.implements_model;

public class FactoryOneProxy implements IFactory {
    private IFactory factory; // 用被代理类对象进行实例化

    public FactoryOneProxy(IFactory factory) {
        this.factory = factory;
    }

    @Override
    public void production() {
        System.out.println(" 代理开始工作 ,在此可以添加处理逻辑");
        factory.production();
        System.out.println(" 代理结束工作 ，在此可以添加处理逻辑");
    }
}

 测试类：

package proxy.staticproxy;

import proxy.staticproxy.extends_model.UserServiceProxy;
import proxy.staticproxy.implements_model.FactoryOne;
import proxy.staticproxy.implements_model.FactoryOneProxy;
import proxy.staticproxy.implements_model.IFactory;

public class Test {

    @org.junit.Test
    public void extends_model(){
        UserServiceProxy proxy = new UserServiceProxy();
        proxy.login();
    }

    //  待代理类来处理
    /// 场景：当不想改动被代理类的业务逻辑，在处理开始和结束分别加上时间显示
    /// 处理核心逻辑：需要实现被代理类的接口及方法，在实现方法中田间需要添加的业务处理逻辑
    @org.junit.Test
    public void implements_model(){
        // 创建被代理类的对象
        IFactory word = new FactoryOne();

        // 创建代理类的对象
        IFactory proxyPaperFactory = new FactoryOneProxy(word);
        proxyPaperFactory.production();
    }
    // 直接调用被代理类业务处理
    @org.junit.Test
    public void test01(){
        // 创建被代理类的对象
        IFactory word = new FactoryOne();
        word.production();
    }
}

运行结果： 

 代理开始工作 ,在此可以添加处理逻辑
 被代理类，开始初始化 
 生产笔记本、鼠标、键盘等等 
 被代理类处理完成 
 代理结束工作 ，在此可以添加处理逻辑

2、动态代理

动态代理是一种代理模式的实现方式，它在运行期间根据需要动态生成代理对象，无需手动编写代理类，可以减少代码几余和维护成本。动态代理适用于需要代理的对象数量较多，代理类实现对灵活的场景，例Spring框架中的Spring AOP(面向切面编程)功能。

动态代理的实现方式也有两种，JDK动态代理和CGLB动态代理两种模式。本文重点介绍JDK动态代理，

在JDK中，有一个Proxy类（名词，代理人）。Proxy类是专门完成代理的操作类，可以通过此类为一个或多个接口动态的生成实现类。Proxy类提供的有一个静态方法：newProxyInstance()方法给我们的目标对象（委托对象）返回一个代理对象。

核心方法：newProxyInstance方法的三个参数，按照顺序分别是 ClassLoader （类加载器），interfaces(一组接口，接口数组)，InvocationHandler（调用处理器）。

ClassLoader （类加载器）

定义了由哪个classLoader对象来对生成的代理对象进行加载。

接口数组:

一个Interface对象的数组，表示将要给我需要代理的对象提供一组什么接口，如果我提供了一组接口给它，那么这个代理对象就宣称实现了该接口(多态)，这样我就能调用这组接口中的方法了。

调用处理器：

一个InvocationHandler接口，表示代理实例的调用处理程序实现的接口。每个代理实例都具有一个关联的调用处理程席。对代理实例调用方法时，将对方法调用进行编码并将其指派到它的调用处理程序的 invoke 方法(传入InvocationHandler接口的子类)。

对象接口：

package proxy.dynamicproxy.v3;

public interface IAnimal {
    public void run();

    public void eat();

    public void sleep();
}

被代理类<Cat>：

package proxy.dynamicproxy.v3;

public class Cat implements IAnimal{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Cat Run invoking!!!");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Cat eat invoking!!!");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("Cat sleep invoking!!!");
    }
}

被代理类<Dog>： 

package proxy.dynamicproxy.v3;

public class Dog implements IAnimal{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Dog Run invoking!!!");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Dog eat invoking!!!");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("Dog sleep invoking!!!");
    }
}

 代理类工具类：

package proxy.dynamicproxy.v3;

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

public class ProxyUtils {

    public Object object;

    public ProxyUtils(Object object) {
        this.object = object;
    }

    public Object createProxyObj(){

        // 动态代理 顾名思义 针对接口动态生成代理类处理业务逻辑
        // 返回动态代理
        /*
        ClassLoader loader, 要实现接口的类加载器
        Class<?>[] interfaces,接口类
        InvocationHandler h 处理类
        * **/
        ClassLoader loader = object.getClass().getClassLoader();
//        Class<?>[] interfaces = new Class[]{argObj.getClass()};  // 当是接口
        Class<?>[] interfaces = object.getClass().getInterfaces(); // 当是类直接获取对应的接口方法；

        InvocationHandler handler = new IFactoryInvocationHandler();

        Object object = Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, handler);
        return object;
    }

    public class IFactoryInvocationHandler implements InvocationHandler {

        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            System.out.println("IFactoryInvocationHandler invoke Before!!!");
            Object rtn = method.invoke(object, args);
            System.out.println("IFactoryInvocationHandler invoke After!!!");
            return rtn;
        }
    }

}

测试类：

package proxy.dynamicproxy;

import proxy.dynamicproxy.v3.Cat;
import proxy.dynamicproxy.v3.IAnimal;
import proxy.dynamicproxy.v3.ProxyUtils;

public class Test {

    @org.junit.Test
    public void v3_common_test() {

        // 实例化代理工具类
        ProxyUtils proxyUtils = new ProxyUtils(new Cat());

        // 创建代理对象
        IAnimal animal = (IAnimal)proxyUtils.createProxyObj();

        // 调用被代理类的方法
        animal.eat();
        System.out.println("========================================================");
        animal.run();
        System.out.println("========================================================");
        animal.sleep();
        System.out.println("========================================================");
    }
}

 运行结果：

IFactoryInvocationHandler invoke Before!!!
Cat eat invoking!!!
IFactoryInvocationHandler invoke After!!!
========================================================
IFactoryInvocationHandler invoke Before!!!
Cat Run invoking!!!
IFactoryInvocationHandler invoke After!!!
========================================================
IFactoryInvocationHandler invoke Before!!!
Cat sleep invoking!!!
IFactoryInvocationHandler invoke After!!!
========================================================

Process finished with exit code 0

3、动态代理原理

JDK动态代理是一种实现代理模式的方式。它利用Java的反射机制，在运行时动态地创建代理对象，实现对目标对象的代理。

JDK动态代理的原理如下：
定义接口：首先需要定义一个接口，用于描述目标对象和代理对象的共同行为。
实现InvocationHandler接口：创建一个实现InvocationHandler接口的代理处理器类，该类负责对目标对象的方法进行代理。
获取代理类：通过java.lang.reflect.Proxy的静态方法newProxyInstance()创建代理类，该方法需要传入ClassLoader、接口数组和InvocationHandler实例。
调用代理对象：通过代理对象调用方法时，实际上是调用InvocationHandler的invoke()方法。
在invoke()方法中，可以进行一些额外的操作，比如在调用目标方法之前进行预处理、在调用目标方法后进行后处理等。

4、总结

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