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Proxy Pattern

經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的學(xué)習(xí)，我們的設(shè)計(jì)模式系列學(xué)習(xí)也將近到了尾聲。不過(guò)設(shè)計(jì)模式這東西一時(shí)半會(huì)肯定是掌握不下來(lái)的，需要我們?cè)诤罄m(xù)的工作中持續(xù)的去練習(xí)。有了這方面的思維，剩下的就是靠自己刻意訓(xùn)練了。

今天帶來(lái)的是代理模式，Proxy Pattern。這個(gè)模式想必大家都不陌生，因?yàn)?Java 程序員面試一般都會(huì)問(wèn)的 Spring Aop 經(jīng)過(guò)會(huì)說(shuō)到動(dòng)態(tài)代理，這其實(shí)就是代理模式的一種實(shí)現(xiàn)。不過(guò)大部分人可能都沒(méi)有系統(tǒng)的去了解過(guò)，本文的目的就是徹底搞清楚代理模式的小99。

閱讀之前也思考關(guān)于代理模式的幾個(gè)問(wèn)題，帶著搞清楚問(wèn)題的目的去學(xué)習(xí)。

帶著問(wèn)題出發(fā)

什么是代理模式？
靜態(tài)代理？
動(dòng)態(tài)代理？
常見(jiàn)的代理模式變種？

代理模式的介紹

代理模式： 為一個(gè)對(duì)象提供一個(gè)替身或者占位符，以控制對(duì)這個(gè)對(duì)象的訪問(wèn)。即通過(guò)代理對(duì)象訪問(wèn)目標(biāo)對(duì)象。這樣做的好處是：可以在目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)額外的功能操作，即擴(kuò)展目標(biāo)對(duì)象的功能。不過(guò)這里的側(cè)重點(diǎn)還是在于對(duì) “對(duì)象“ 訪問(wèn)的控制。

被代理的對(duì)象可以是：遠(yuǎn)程對(duì)象、創(chuàng)建開(kāi)銷(xiāo)大的對(duì)象或者需要安全控制的對(duì)象；
代理模式有不同的形式，主要有三種：靜態(tài)代理、動(dòng)態(tài)代理（JDK和Cglib）；

代理模式類(lèi)圖

靜態(tài)代理

靜態(tài)代理在使用時(shí)，需要定義接口或者父類(lèi)，被代理對(duì)象（目標(biāo)對(duì)象）與代理對(duì)象一起實(shí)現(xiàn)相同的接口或者繼承相同的父類(lèi)

應(yīng)用實(shí)例

具體要求

定義一個(gè)接口：ITeacherDao
目前對(duì)象 TeacherDAO 實(shí)現(xiàn) ITeacherDao
使用靜態(tài)代理就需要在 TeacherDAOProxy 中也實(shí)現(xiàn) ITeacherDao 接口
調(diào)用的時(shí)候通過(guò)調(diào)用代理對(duì)象的方法來(lái)調(diào)用目標(biāo)對(duì)象
特別注意：代理對(duì)象要與目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)相同的接口，然后通過(guò)調(diào)用相同的方法來(lái)調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的方法

思路分析圖解（類(lèi)圖）

代碼實(shí)現(xiàn)

public?class?Client?{

?public?static?void?main(String[]?args)?{
??//?TODO?Auto-generated?method?stub
??//創(chuàng)建目標(biāo)對(duì)象(被代理對(duì)象)
??TeacherDao?teacherDao?=?new?TeacherDao();
??
??//創(chuàng)建代理對(duì)象,?同時(shí)將被代理對(duì)象傳遞給代理對(duì)象
??TeacherDaoProxy?teacherDaoProxy?=?new?TeacherDaoProxy(teacherDao);
??
??//通過(guò)代理對(duì)象，調(diào)用到被代理對(duì)象的方法
??//即：執(zhí)行的是代理對(duì)象的方法，代理對(duì)象再去調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的方法?
??teacherDaoProxy.teach();
?}

}

//接口
public?interface?ITeacherDao?{
?
?void?teach();?//?授課的方法
}

public?class?TeacherDao?implements?ITeacherDao?{

?@Override
?public?void?teach()?{
??//?TODO?Auto-generated?method?stub
??System.out.println("?老師授課中??。。。。。");
?}

}

//代理對(duì)象,靜態(tài)代理
public?class?TeacherDaoProxy?implements?ITeacherDao{
?
?private?ITeacherDao?target;?//?目標(biāo)對(duì)象，通過(guò)接口來(lái)聚合
?
?//構(gòu)造器
?public?TeacherDaoProxy(ITeacherDao?target)?{
??this.target?=?target;
?}

?@Override
?public?void?teach()?{
??//?TODO?Auto-generated?method?stub
??System.out.println("開(kāi)始代理??完成某些操作。。。。。?");//方法
??target.teach();
??System.out.println("提交。。。。。");//方法
?}

}

靜態(tài)代理優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：再不改變目標(biāo)對(duì)象功能的前提下，能通過(guò)代理對(duì)象對(duì)目標(biāo)功能擴(kuò)展
缺點(diǎn)：很明顯，因?yàn)榇韺?duì)象要和目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)一樣的接口，所以會(huì)有很多代理類(lèi)
一旦接口新增方法，目標(biāo)對(duì)象和代理對(duì)象都要維護(hù)

動(dòng)態(tài)代理

動(dòng)態(tài)代理這塊分為 JDK 動(dòng)態(tài)代理和 Cglib 動(dòng)態(tài)代理，我們先來(lái)看看 JDK 動(dòng)態(tài)代理是怎么玩的。

JDK 動(dòng)態(tài)代理

代理對(duì)象，不需要實(shí)現(xiàn)接口，但是目標(biāo)對(duì)象要實(shí)現(xiàn)接口，否則不能用 JDK動(dòng)態(tài)代理
代理對(duì)象的生成是利用 JDK 的 API，動(dòng)態(tài)的在內(nèi)存中構(gòu)建代理對(duì)象

JDK 中生成代理對(duì)象的API

代理類(lèi)所在的包：java.lang.reflect.Proxy
JDK 實(shí)現(xiàn)代理只需要使用 newProxyInstance 方法，但是該方法需要接收三個(gè)參數(shù)，完整的寫(xiě)法是：static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)

JDK 動(dòng)態(tài)代理應(yīng)用實(shí)例

這里我們來(lái)將上面的例子使用 JDK 動(dòng)態(tài)代理的方式改進(jìn)成代理動(dòng)態(tài)。

思路圖解（類(lèi)圖）

代碼實(shí)現(xiàn)

public?class?Client?{

?public?static?void?main(String[]?args)?{
??//?TODO?Auto-generated?method?stub
??//創(chuàng)建目標(biāo)對(duì)象
??ITeacherDao?target?=?new?TeacherDao();
??
??//給目標(biāo)對(duì)象，創(chuàng)建代理對(duì)象,?可以轉(zhuǎn)成?ITeacherDao
??ITeacherDao?proxyInstance?=?(ITeacherDao)new?ProxyFactory(target).getProxyInstance();
?
??//?proxyInstance=class?com.sun.proxy.$Proxy0?內(nèi)存中動(dòng)態(tài)生成了代理對(duì)象
??System.out.println("proxyInstance="?+?proxyInstance.getClass());
??
??//通過(guò)代理對(duì)象，調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的方法
??//proxyInstance.teach();
??
??proxyInstance.sayHello("?tom?");
?}

}

//接口
public?interface?ITeacherDao?{

?void?teach();?//?授課方法
?void?sayHello(String?name);
}

public?class?ProxyFactory?{

?//維護(hù)一個(gè)目標(biāo)對(duì)象?,?Object
?private?Object?target;

?//構(gòu)造器?，?對(duì)target?進(jìn)行初始化
?public?ProxyFactory(Object?target)?{
??
??this.target?=?target;
?}?
?
?//給目標(biāo)對(duì)象?生成一個(gè)代理對(duì)象
?public?Object?getProxyInstance()?{
??
??//說(shuō)明
??/*
???*??public?static?Object?newProxyInstance(ClassLoader?loader,
??????????????????????????????????????????Class[]?interfaces,
??????????????????????????????????????????InvocationHandler?h)
??????????????????????????????????????????
????????????//1. ClassLoader loader ：?指定當(dāng)前目標(biāo)對(duì)象使用的類(lèi)加載器, 獲取加載器的方法固定
????????????//2.?Class[]?interfaces:?目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)的接口類(lèi)型，使用泛型方法確認(rèn)類(lèi)型
????????????//3.?InvocationHandler?h?:?事情處理，執(zhí)行目標(biāo)對(duì)象的方法時(shí)，會(huì)觸發(fā)事情處理器方法,?會(huì)把當(dāng)前執(zhí)行的目標(biāo)對(duì)象方法作為參數(shù)傳入
???*/
??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代理開(kāi)始~~");
??????//反射機(jī)制調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的方法
??????Object?returnVal?=?method.invoke(target,?args);
??????System.out.println("JDK代理提交");
??????return?returnVal;
?????}
????});?
?}
?
}

public?class?TeacherDao?implements?ITeacherDao?{

?@Override
?public?void?teach()?{
??//?TODO?Auto-generated?method?stub
??System.out.println("?老師授課中....?");
?}

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

代碼也很簡(jiǎn)單，如果你對(duì)這里不熟悉的話，一定要寫(xiě)下上面的代碼感受下。

Cglib動(dòng)態(tài)代理

靜態(tài)代理和 JDK 動(dòng)態(tài)代理都要求目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口，但是有時(shí)候目標(biāo)對(duì)象只是一個(gè)單獨(dú)對(duì)象，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)任何接口，這種情況就可以使用目標(biāo)對(duì)象的子類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)代理，這就是 Cglib代理。
Cglib 代理也叫子類(lèi)代理，它是通過(guò)在內(nèi)存中構(gòu)建一個(gè)子類(lèi)對(duì)象從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的擴(kuò)展。
Cglib 是一個(gè)強(qiáng)大的高性能的代碼生成包，可以在運(yùn)行期擴(kuò)展 Java 類(lèi)與實(shí)現(xiàn) Java 接口，它廣泛的被許多 AOP 框架使用，例如 Spring AOP，實(shí)現(xiàn)方法攔截。
在 AOP 編程中如何選擇使用哪種動(dòng)態(tài)代理呢？

目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)接口，利用JDK動(dòng)態(tài)代理
目標(biāo)對(duì)象不需要實(shí)現(xiàn)接口，用Cglib實(shí)現(xiàn)代理

Cglib 包底層是通過(guò)字節(jié)碼處理框架 ASM 來(lái)轉(zhuǎn)換字節(jié)并生成新的類(lèi)

Cglib 動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)步驟

需要引入 cglib 的 jar 包
在內(nèi)存中動(dòng)態(tài)創(chuàng)建子類(lèi)，因此需要代理的類(lèi)（目標(biāo)對(duì)象）不能為final，否則報(bào)錯(cuò):
如果被代理的對(duì)象的方法是 final/static 的，那么目標(biāo)方法將不會(huì)被攔截，不會(huì)執(zhí)行目標(biāo)對(duì)象方法額外的業(yè)務(wù)處理，因?yàn)?final 和 static 修飾的方法是無(wú)法被子類(lèi)擴(kuò)展的

應(yīng)用示例

要求：將前面的例子用 Cglib 代理模式實(shí)現(xiàn)

思路圖解（類(lèi)圖）

代碼實(shí)現(xiàn)

public?class?Client?{

?public?static?void?main(String[]?args)?{
??//?TODO?Auto-generated?method?stub
??//創(chuàng)建目標(biāo)對(duì)象
??TeacherDao?target?=?new?TeacherDao();
??//獲取到代理對(duì)象，并且將目標(biāo)對(duì)象傳遞給代理對(duì)象
??TeacherDao?proxyInstance?=?(TeacherDao)new?ProxyFactory(target).getProxyInstance();

??//執(zhí)行代理對(duì)象的方法，觸發(fā)intecept?方法，從而實(shí)現(xiàn)?對(duì)目標(biāo)對(duì)象的調(diào)用
??String?res?=?proxyInstance.teach();
??System.out.println("res="?+?res);
?}

}

public?class?ProxyFactory?implements?MethodInterceptor?{

?//維護(hù)一個(gè)目標(biāo)對(duì)象
?private?Object?target;
?
?//構(gòu)造器，傳入一個(gè)被代理的對(duì)象
?public?ProxyFactory(Object?target)?{
??this.target?=?target;
?}

?//返回一個(gè)代理對(duì)象:??是?target?對(duì)象的代理對(duì)象
?public?Object?getProxyInstance()?{
??//1.?創(chuàng)建一個(gè)工具類(lèi)
??Enhancer?enhancer?=?new?Enhancer();
??//2.?設(shè)置父類(lèi)
??enhancer.setSuperclass(target.getClass());
??//3.?設(shè)置回調(diào)函數(shù)
??enhancer.setCallback(this);
??//4.?創(chuàng)建子類(lèi)對(duì)象，即代理對(duì)象
??return?enhancer.create();
??
?}

?//重寫(xiě)??intercept?方法，會(huì)調(diào)用目標(biāo)對(duì)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?~~?開(kāi)始");
??Object?returnVal?=?method.invoke(target,?args);
??System.out.println("Cglib代理模式?~~?提交");
??return?returnVal;
?}

}

public?class?TeacherDao?{

?public?String?teach()?{
??System.out.println("?老師授課中??，?我是cglib代理，不需要實(shí)現(xiàn)接口?");
??return?"hello";
?}
}

幾種常見(jiàn)代理模式的變體

防火墻代理

內(nèi)網(wǎng)通過(guò)代理實(shí)現(xiàn)對(duì)防火墻的穿透，實(shí)現(xiàn)對(duì)公網(wǎng)的訪問(wèn)

緩存代理

當(dāng)請(qǐng)求圖片等文件時(shí)，先到緩存代理取，如果可以取到資源就皆大歡喜，如果取不到，再到公網(wǎng)或者數(shù)據(jù)庫(kù)取，然后緩存

遠(yuǎn)程代理

遠(yuǎn)程對(duì)象的本地代理，通過(guò)它可以把遠(yuǎn)程對(duì)象當(dāng)本地對(duì)象調(diào)用。遠(yuǎn)程代理對(duì)象通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和真正的遠(yuǎn)程對(duì)象通信

總結(jié)

本文通過(guò)類(lèi)圖和代碼示例，對(duì)代理模式做了詳細(xì)的講解，旨在讓你掌握，代理模式的定義以及面試常問(wèn)的靜態(tài)代理、代理代理、以及 JDK 動(dòng)態(tài)代理和 Cglib 動(dòng)態(tài)代理的區(qū)別以及實(shí)現(xiàn)方式。

全文代碼，均為筆者本地跑通過(guò)的，可以直接用來(lái)測(cè)試使用。

全文完，fighting！

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