設計模式（十三）——代理模式-有解無憂

1 代理模式(Proxy)

代理模式的基本介紹

1) 代理模式：為一個物件提供一個替身，以控制對這個物件的訪問，即通過代理物件訪問目標物件.這樣做的好處是:可以在目標物件實作的基礎上,增強額外的功能操作,即擴展目標物件的功能，

2) 被代理的物件可以是遠程物件、創建開銷大的物件或需要安全控制的物件

3) 代理模式有不同的形式, 主要有三種靜態代理、動態代理 (JDK 代理、介面代理)和 Cglib 代理 (可以在記憶體動態的創建物件，而不需要實作介面，他是屬于動態代理的范疇) ，

4) 代理模式示意圖

2 靜態代理

2.1 靜態代碼模式的基本介紹

靜態代理在使用時,需要定義介面或者父類,被代理物件(即目標物件)與代理物件一起實作相同的介面或者是繼承相同父類

2.2 應用實體

具體要求

1) 定義一個介面:ITeacherDao

2) 目標物件 TeacherDAO 實作介面 ITeacherDAO

3) 使用靜態代理方式,就需要在代理物件 TeacherDAOProxy 中也實作 ITeacherDAO

4) 呼叫的時候通過呼叫代理物件的方法來呼叫目標物件.

5) 特別提醒：代理物件與目標物件要實作相同的介面,然后通過呼叫相同的方法來呼叫目標物件的方法

思路分析圖解(類圖)

package com.lin.proxy;

public interface ITeacherDao {

    void teach();
}

package com.lin.proxy;

public class TeacherDao implements ITeacherDao{

    @Override
    public void teach() {

        System.out.println("老師正在授課中....");
    }

}

package com.lin.proxy;

/*
 *     靜態代理
 *     代理物件
 */

public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao{

    private ITeacherDao teacherDao = null;
    
    public TeacherDaoProxy(ITeacherDao teacherDao) {
        this.teacherDao = teacherDao;
    }
    
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("代理開始");
        System.out.println("準備授課的作業");
        teacherDao.teach();
        System.out.println("代理結束");
    }

}

package com.lin.proxy;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        TeacherDaoProxy teacherDaoProxy = new TeacherDaoProxy(new TeacherDao());
        teacherDaoProxy.teach();
    }
}

2.3 靜態代理優缺點

1) 優點：在不修改目標物件的功能前提下, 能通過代理物件對目標功能擴展

2) 缺點：因為代理物件需要與目標物件實作一樣的介面,所以會有很多代理類

3) 一旦介面增加方法,目標物件與代理物件都要維護

3 動態代理

3.1 動態代理模式的基本介紹

1) 代理物件,不需要實作介面，但是目標物件要實作介面，否則不能用動態代理

2) 代理物件的生成，是利用 JDK 的 API，動態的在記憶體中構建代理物件

3) 動態代理也叫做：JDK 代理、介面代理

3.2 JDK 中生成代理物件的 API

1) 代理類所在包:java.lang.reflect.Proxy

2) JDK 實作代理只需要使用 newProxyInstance 方法,但是該方法需要接收三個引數,完整的寫法是:

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

3.3 動態代理應用實體

應用實體要求

將前面的靜態代理改進成動態代理模式(即：JDK 代理模式)

思路圖解(類圖)

package com.lin.proxy.dynamic;

public interface ITeacherDao {
    void teach();
}

package com.lin.proxy.dynamic;

public class TeacherDao implements ITeacherDao{

    @Override
    public void teach() {
         System.out.println("老師正在授課中....");
    }

}

package com.lin.proxy.dynamic;

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

public class ProxyFactory{

    private Object target;
    
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    // 給目標物件生成一個代理物件
    public Object getProxyInstance() {
        /*
         * ClassLoader loader,
         * Class<?>[] interfaces,
         * InvocationHandler h
         * 1 ClassLoader loader:指定目標對像是要的類加載器，獲取加載器的方法固定
         * 2 Class<?>[] interfaces:目標物件實作的介面型別，是要泛型方法確認型別
         * 3 InvocationHandler h:事情處理，執行目標物件的方法時，會觸發事情處理器方法，會把當前
         *                          執行的目標物件作為引數傳入
         */
        return Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(), 
                target.getClass().getInterfaces(), 
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("JDK代理開始");
                        // 利用反射機制呼叫目標物件的方法
                        Object returnVal = method.invoke(target, args);
                        return returnVal;
                        }
                    }
                );
    }
    
}

package com.lin.proxy.dynamic;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        ITeacherDao target = new TeacherDao();
        ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        System.out.println(proxyInstance.getClass());
        proxyInstance.teach();
    }
}

4 Cglib 代理

4.1 Cglib 代理模式的基本介紹

1) 靜態代理和 JDK 代理模式都要求目標物件是實作一個介面,但是有時候目標物件只是一個單獨的物件,并沒有實作任何的介面,這個時候可使用目標物件子類來實作代理-這就是 Cglib 代理

2) Cglib 代理也叫作子類代理,它是在記憶體中構建一個子類物件從而實作對目標物件功能擴展, 有些書也將Cglib 代理歸屬到動態代理，

3) Cglib 是一個強大的高性能的代碼生成包,它可以在運行期擴展 java 類與實作 java 介面.它廣泛的被許多 AOP 的框架使用,例如 Spring AOP，實作方法攔截

4) 在 AOP 編程中如何選擇代理模式：

目標物件需要實作介面，用 JDK 代理
目標物件不需要實作介面，用 Cglib 代理

5) Cglib 包的底層是通過使用位元組碼處理框架 ASM 來轉換位元組碼并生成新的類

4.2 Cglib 代理模式實作步驟

1)需要引入 cglib 的 jar 檔案

2)在記憶體中動態構建子類，注意代理的類不能為 final，否則報錯java.lang.IllegalArgumentException:

3) 目標物件的方法如果為 final/static,那么就不會被攔截,即不會執行目標物件額外的業務方法.

15.1.1 Cglib 代理模式應用實體

應用實體要求

將前面的案例用 Cglib 代理模式實作

思路圖解(類圖)

package com.lin.proxy.cglib;

public class TeacherDao{

    public void teach() {
        System.out.println("老師正在授課中....");
    }

}

package com.lin.proxy.cglib;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor{

    // 維護一個目標物件
    private Object target = null;
    
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    // 回傳一個代理物件，是target物件的代理物件
    public Object getProxyInstance() {
        /*
         *     1 創建一個工具類
         *  2 設定父類
         *  3 設定回呼函式
         *  4 創建子類物件，即代理物件
         */
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        enhancer.setCallback(this);
        return enhancer.create();
    }
    
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] objs, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("cglib代理模式開始");
        Object invoke = method.invoke(target, objs);
        System.out.println("cglib代理模式結束");
        return invoke;
    }

    
}

package com.lin.proxy.cglib;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();
        TeacherDao proxyFactory = (TeacherDao)new ProxyFactory(teacherDao).getProxyInstance();
        proxyFactory.teach();
    }
}

5 幾種常見的代理模式介紹— 幾種變體

1) 防火墻代理

內網通過代理穿透防火墻，實作對公網的訪問，

2) 快取代理

比如：當請求圖片檔案等資源時，先到快取代理取，如果取到資源則 ok,如果取不到資源，再到公網或者資料庫取，然后快取，

3) 遠程代理

遠程物件的本地代表，通過它可以把遠程物件當本地物件來呼叫，遠程代理通過網路和真正的遠程物件溝通資訊，

4) 同步代理：主要使用在多執行緒編程中，完成多執行緒間同步作業同步代理：主要使用在多執行緒編程中，完成多執行緒間同步作業

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標籤：Java

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