设计模式之代理模式

代理模式

简介

代理(Proxy)是一种设计模式,提供了对目标对象另外的访问方式;即通过代理对象访问目标对象。但代理人毕竟是代理人，能代替本人做的事情还是有限的。因此当遇到自己无法解决的事情时就会去找本人解决该问题。

示例

模拟数据库事务保存数据。在Main类中会生成UserDaoProxy类的实例（代理人）。要保存事务时，UserDaoProxy会生成相应的UserDaoImpl类的实例。
为了让UserDaoImpl类和UserDaoProxy具有一致性，定义了Userdao接口。

示例程序类图：

接口：UserDao

/**
 * 提交事务接口
 */
public interface UserDao {
    void save();
}

目标对象： UserDaoImpl

/**
 * UserDao的接口实现
 */
public class UserDaoImpl implements UserDao {
    @Override
    public void save() {
        System.out.println("已经保存数据");
    }
}

代理对象： UserDaoProxy

/**
 * 代理对象
 */
public class UserDaoProxy implements UserDao {

    private UserDao target;

    public UserDaoProxy(UserDao target){
        this.target = target;
    }

    @Override
    public synchronized void save() {
        System.out.println("开始事务...");
        target.save();//执行目标对象
        System.out.println("提交事务");
    }
}

测试类： Main

/**
 * 测试类
 */
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        //目标对象
        UserDao target = new UserDaoImpl();

        //代理对象，把目标对象转换为代理对象，建立关系
        UserDaoProxy proxy = new UserDaoProxy(target);

        //执行代理对象的方法
        proxy.save();
    }
}

代理模式中的角色

Subject（主体）

Subject角色定义了使Proxy角色和RealSubject角色之间具有一致性的接口。由于存在Subject接口，所以Client角色不必在意它所使用的究竟是Proxy角色还是RealSubject角色。在示例中是UserDao扮演。

Proxy(代理人)

Proxy角色会尽量处理来自Client角色的请求。只有当自己不能处理的时候，它才会将工作交给RealSubject角色。Proxy角色只有在必要时才会生成RealSubject角色。Proxy角色实现了Subject角色中定义的接口。在示例中，由'UserDaoProxy'扮演该角色。

RealSubject（实际的主体）

“本人”RealSubject会在“代理人”Proxy角色无法胜任工作时出场。它与Proxy角色一样，也实现了Subject角色中定义的接口。在示例中由UserDaoImpl扮演此角色。

Client(请求者)

使用Proxy模式的角色，Client角色并不包含在Proxy模式中。在示例中，由Main扮演该角色。

总结&扩展

优点： 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。
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,类太多.同时,一旦接口增加方法,目标对象与代理对象都要维护.
使用代理人能提升处理速度。如果在启动系统时连那些暂时不会使用的功能也初始化了，那么应用程序的启动时间将会非常的长，将会引起用户的不满。在GOF书中有个例子。为了生成文本编辑器中的图形对象，需要读取图像文件，这很耗费时间。因此如果再打开文档时就生成所有的图形对象，这将会使文档打开时间过长。所以，最好是当用户浏览到相应文本时，再去生成他们的实例。这里代理对象就会有用武之地了。

提问

如何解决静态代理中的缺点呢?

可以使用动态代理方式

JDK动态代理---减少代理类

简介

代理对象,不需要实现接口
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(需要我们指定创建代理对象/目标对象实现的接口的类型)
动态代理也叫做:JDK代理,接口代理

JDK中生成代理对象的API

代理类所在包:java.lang.reflect.Proxy
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:

 public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)

注意该方法是在Proxy类中是静态方法,且接收的三个参数依次为:
ClassLoader loader：指定当前目标对象使用类加载器,获取加载器的方法是固定的
Class<?>[] interfaces：目标对象实现的接口的类型,使用泛型方式确认类型
InvocationHandler h：动态代理对象，事件处理,执行目标对象的方法时,会触发事件处理器的方法,会把当前执行目标对象的方法作为参数传入。

示例

代码示例:
接口类UserDao以及接口实现类,目标对象UserDaoImpl是一样的,没有做修改.在这个基础上,增加一个代理工厂类(DynamicProxy),将代理类写在这个地方,然后在测试类(需要使用到代理的代码)中先建立目标对象和代理对象的联系,然后代用代理对象的中同名方法。

DynamicProxy：

/**
 * 创建静态代理对象
 * 动态代理不需要实现接口，但需要指定接口类型。
 */
public class DynamicProxy {
    //目标对象
    private Object target;
    public DynamicProxy(Object target){
        this.target = target;
    }

    //给目标对象生成代理对象
    public <T>  T getProxyInstance(){
        return (T)Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("开始事务...");
                        Object result = method.invoke(target,args);
                        System.out.println("提交事务...");
                        return result;
                    }
                }
        );
    }

}

测试类：Main

/**
 * 测试类
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //目标对象
        UserDao target = new UserDaoImpl();
        //原始类型：class it.GoF.proxy.JDK动态代理.UserDaoImpl
        System.out.println(target.getClass());
        //给目标对象创建代理对象
        UserDao proxy = new DynamicProxy(target).getProxyInstance();
        //class com.sun.proxy.$Proxy0   内存中动态生成的代理对象
        System.out.println(proxy.getClass());

        proxy.save();


    }
}

总结

代理对象不需要实现接口,但是目标对象一定要实现接口,否则不能用动态代理。

问题

要是代理一个没有任何接口的类呢？

使用CGlib动态代理。

CGlib动态代理---代理没有接口的类

简介

静态代理和动态代理模式都是要求目标对象是实现一个接口的目标对象,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,这个时候就可以使用以目标对象子类的方式类实现代理,这种方法就叫做:Cglib代理

示例

Cglib子类代理实现方法:

需要引入cglib的jar文件,但是Spring的核心包中已经包括了Cglib功能,所以直接引入pring-core-3.2.5.jar即可.
引入功能包后,就可以在内存中动态构建子类
代理的类不能为final,否则报错
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.

UserDao:

public class UserDao {
    public void save() {
        System.out.println("已经保存数据");
    }
}

CGlibProxy:

public class CGlibProxy implements MethodInterceptor {
    private Object target;

    public CGlibProxy(Object target){
        this.target = target;
    }

    public <T> T getProxyInstance(){
        //1.工具类
        Enhancer en = new Enhancer();
        //2.设置父类
        en.setSuperclass(target.getClass());
        //3.设置回调函数
        en.setCallback(this);
        return (T)en.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("开始事务...");
        Object result = methodProxy.invoke(target,objects);
        System.out.println("提交事务...");
        return result;
    }
}

Main:

public class Mian {
    public static void main(String[] args) {
        //目标对象
        UserDao target = new UserDao();

        //代理对象
        UserDao proxy = new CGlibProxy(target).getProxyInstance();

        //执行代理对象的方法
        proxy.save();
    }
}

总结

代理对象不需要实现接口,但是目标对象一定要实现接口,否则不能用动态代理
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的扩展.
JDK的动态代理有一个限制,就是使用动态代理的对象必须实现一个或多个接口,如果想代理没有实现接口的类,就可以使用Cglib实现.
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和synaop,为他们提供方法的interception(拦截)
Cglib包的底层是通过使用一个小而块的字节码处理框架ASM来转换字节码并生成新的类.不鼓励直接使用ASM,因为它要求你必须对JVM内部结构包括class文件的格式和指令集都很熟悉.

比较

代理方式	实现	优点	缺点	特点
JDK静态代理	代理类与委托类实现同一接口	实现简单，容易理解
JDK动态代理	代理类与委托类实现同一接口，主要是通过代理类实现InvocationHandler并重写invoke方法来进行动态代理的，在invoke方法中将对方法进行增强处理	不需要硬编码接口，代码复用率高	只能够代理实现了接口的委托类	底层使用反射机制进行方法的调用
CGLIB动态代理	代理类将委托类作为自己的父类并为其中的非final委托方法创建两个方法，一个是与委托方法签名相同的方法，它在方法中会通过super调用委托方法；另一个是代理类独有的方法。在代理方法中，它会判断是否存在实现了MethodInterceptor接口的对象，若存在则将调用intercept方法对委托方法进行代理	可以在运行时对类或者是接口进行增强操作，且委托类无需实现接口	不能对final类以及final方法进行代理	底层将方法全部存入一个数组中，通过数组索引直接进行方法调用

在Spring的AOP编程中:
如果加入容器的目标对象有实现接口,用JDK代理
如果目标对象没有实现接口,用Cglib代理

posted @ 2018-06-26 11:17 JupiterMouse 阅读(235) 评论(0) 收藏举报

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负箧曳屣，行于深山巨谷中