设计模式-代理模式

2022/8/15 23:23:08

编程Tag： 代理 对象 模式 Object 设计模式 ... public answer

本文主要是介绍设计模式-代理模式，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

1.1 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

    image-20220623102116214

1.2 静态代理

1.2.1 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。

1.2.2 应用实例

思路分析图解(类图)

image-20220623102306481

代码实现

  1. 创建 ITeachService 接口

    public interface ITeachService {

    /**
     * 教学方法
     */
    public void teach();
}

  2. 创建 TeachService 实现类

    public class TeachService implements ITeachService{
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println(" 开始上课... ");
    }
}

  3. 创建 TeachServiceProxy 代理类

    public class TeachServiceProxy implements ITeachService{

    private TeachService teachService;

    public TeachServiceProxy(TeachService teachService) {
        this.teachService = teachService;
    }

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println(" 准备上课... ");
        teachService.teach();
        System.out.println(" 结束上课... ");
    }
}

  4. 创建客户端调用

    public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        TeachServiceProxy teachServiceProxy = new TeachServiceProxy(new TeachService());
        teachServiceProxy.teach();

        // 输出
        // 准备上课...
        // 开始上课...
        // 结束上课...

    }
}

1.2.3 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。

1.3 动态代理

1.3.1 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。

1.3.2 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(ClassLoaderloader, Class<?>[]interfaces, InvocationHandlerh)

1.3.3 动态代理应用实例

将前面的静态代理改进成动态代理模式

思路图解(类图)

image-20220623103106666

代码实现

  1. 创建 ITeachService 接口

    public interface ITeachService {

    public void teach();

    public void select(String name);

    public String answer(String answer);
}

  2. 创建 TeachService 实现类

    public class TeachService implements ITeachService {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println(" 开始上课... ");
    }

    @Override
    public void select(String name) {
        System.out.println(" " + name + " 回答问题... ");
    }

    @Override
    public String answer(String answer) {
        System.out.println(" 答案是... ");
        return answer;
    }
}

  3. 创建 TeachServiceProxy 代理类

    public class TeachServiceProxy {

    // 要代理的对象
    private Object target;

    // 构造方法
    public TeachServiceProxy(Object target) {
        this.target = target;
    }

    // 获取代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        /**
         *  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，使用泛型方法确认类型
         *  3.InvocationHandler h:事件处理，执行目标对象的方法时，会触发当前事件处理器方法，会把当前执行的目标对象的方法作为参数传入
         */
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println(" 开始使用 JDK 代理...");
                // 反射机制调用目标对象的方法
                Object invoke = method.invoke(target, args);
                System.out.println(" 结束使用 JDK 代理... ");
                return invoke;
            }
        });
    }
}

  4. 创建客户端调用

    public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        // 创建目标对象
        TeachService teachService = new TeachService();
        // 创建代理类
        TeachServiceProxy teachServiceProxy = new TeachServiceProxy(teachService);
        // 获取代理对象
        ITeachService instance = (ITeachService) teachServiceProxy.getProxyInstance();
        // 调用方法
        instance.teach();
        instance.select("Tom");
        String answer = instance.answer("Java is best language");
        System.out.println(" answer = " + answer);

        // 输出
        // 开始使用 JDK 代理...
        // 开始上课...
        // 结束使用 JDK 代理...
        // 开始使用 JDK 代理...
        // Tom 回答问题...
        // 结束使用 JDK 代理...
        // 开始使用 JDK 代理...
        // 答案是...
        // 结束使用 JDK 代理...
        // answer = Java is best language
    }
}

1.4 Cglib 代理

1.4.1 基本介绍

  1. 静态代理和 JDK 代理模式都要求目标对象实现一个接口，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 SpringAOP，实现方法拦截。
  4. 在AOP编程中如何选择代理模式：
    • 目标对象需要实现接口，用 JDK 代理
    • 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。

1.4.2 实现步骤

  1. 需要引入Cglib 的 Jar 包

    <dependency>
    <groupId>cglib</groupId>
    <artifactId>cglib</artifactId>
    <version>2.2.2</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>asm</groupId>
    <artifactId>asm</artifactId>
    <version>3.2</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>asm</groupId>
    <artifactId>asm-commons</artifactId>
    <version>3.2</version>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>asm</groupId>
    <artifactId>asm-tree</artifactId>
    <version>3.2</version>
</dependency>

  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。

1.4.3 应用实例

将前面的案例用Cglib代理模式实现

思路图解(类图)

image-20220623103838856

代码实现

  1. 创建 TeachService 类

    public class TeachService {

    public void teach() {
        System.out.println(" 开始上课... ");
    }

    public void select(String name) {
        System.out.println(" " + name + " 回答问题... ");
    }

    public String answer(String answer) {
        System.out.println(" 答案是... ");
        return answer;
    }

}

  2. 创建 TeachServiceProxy 代理类

    public class TeachServiceProxy implements MethodInterceptor {

    // 目标对象
    private Object target;

    // 构造器
    public TeachServiceProxy(Object target) {
        this.target = target;
    }

    // 创建一个 代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        // 1.创建工具类
        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 o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println(" 开始 cglib 代理... ");
        Object invoke = method.invoke(target, args);
        System.out.println(" 结束 cglib 代理... ");
        return invoke;
    }
}

  3. 创建客户端调用

    public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        // 创建目标对象
        TeachService teachService = new TeachService();
        // 创建代理类
        TeachServiceProxy teachServiceProxy = new TeachServiceProxy(teachService);
        // 获取代理对象
        TeachService instance = (TeachService) teachServiceProxy.getProxyInstance();
        // 调用方法
        instance.teach();
        instance.select("Tom");
        String answer = instance.answer("Java is best language");
        System.out.println(" answer = " + answer);

        // 输出
        // 开始 cglib 代理...
        // 开始上课...
        // 结束 cglib 代理...
        // 开始 cglib 代理...
        // Tom 回答问题...
        // 结束 cglib 代理...
        // 开始 cglib 代理...
        // 答案是...
        // 结束 cglib 代理...
        // answer = Java is best language

    }
}

1.5 常见的代理模式

  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。
    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。


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