Java设计模式之代理模式(UML类图分析+代码详解)

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本文将介绍java设计模式之代理模式

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) 。

4) 代理模式示意图

静态代理

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

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。

package staticproxy;/* <---这是包名
-*- coding:utf-8 -*-
作者：bob-coding
日期：2022年10月17日11:13
敲码百遍，其意多见！！冲冲冲！！！*/

public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //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();
    }
}

//代理对象,静态代理
class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao{

    private ITeacherDao target; // 目标对象，通过接口来聚合
    //构造器
    public TeacherDaoProxy(ITeacherDao target) {
        this.target = target;
    }
    @Override
    public void teach() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("开始代理  完成某些操作。。。。。 ");//方法
        target.teach();
        System.out.println("提交。。。。。");//方法
    }

}

class TeacherDao implements ITeacherDao {

    @Override
    public void teach() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 老师授课中  。。。。。");
    }

}

//接口
interface ITeacherDao {

    void teach(); // 授课的方法
}

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

动态代理

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 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 )

主要理解代码：

//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 {
                      // TODO Auto-generated method stub
                      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;
                  }
              });
  }

package dynamicproxy;/* <---这是包名
-*- coding:utf-8 -*-
作者：bob-coding
日期：2022年10月17日16:20
敲码百遍，其意多见！！冲冲冲！！！*/

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

public class DynamicProxy {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //创建目标对象
        ITeacherDao target = new TeacherDao();

        //给目标对象，创建代理对象, 可以转成 ITeacherDao
        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 ");
    }
}

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 {
                        // TODO Auto-generated method stub
                        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;
                    }
                });
    }


}

class TeacherDao implements ITeacherDao {

    @Override
    public void teach() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println(" 老师授课中.... ");
    }

    @Override
    public void sayHello(String name) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("hello " + name);
    }

}

//接口
interface ITeacherDao {

    void teach(); // 授课方法
    void sayHello(String name);
}

Debug探索实现机制：

第一：dynamicproxy.TeacherDao@5679c6c6  JDK在内存中生成动态代理对象 

第二：进入Proxy.newProxyInstance（proxy；mathod；Object[] args）方法中

第三：可以发现Object[] args数组中存放有 [tom] 

 第四：

第五：发现返回值为null

Cglib代理

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

Cglib代理模式实现步骤

1) 需要引入cglib的jar文件

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.

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(类图)；代码实现+Debug源码

package cglib;/* <---这是包名
-*- coding:utf-8 -*-
作者：bob-coding
日期：2022年10月17日17:59
敲码百遍，其意多见！！冲冲冲！！！*/

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import org.aopalliance.intercept.MethodInvocation;

import java.lang.reflect.Method;

public class Cglib {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //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);
    }
}

class ProxyFactory implements MethodInterceptor {

    //维护一个目标对象
    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 对象的代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        //1. 创建一个工具类
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        //2. 设置父类
        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 {
        // TODO Auto-generated method stub
        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;
    }

    @Override
    public Object invoke(MethodInvocation methodInvocation) throws Throwable {
        return null;
    }
}


//不需要实现接口
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";
    }
}

代理模式(Proxy)的变体

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。