代理模式

1 什么是代理模式

所谓代理模式就是为一个对象提供一个替身以控制这个对象的访问,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。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。
代理模式有三中不同的形式:静态代理、动态代理(JDK代理或接口代理)和cglib代理(可以在内存中动态创建对象,而不需要实现接口,它也属于动态代理的范畴)。


代理模式示意图

2 静态代理

静态代理在使用时需要定义接口或者父类,被代理对象(目标对象)与代理对象一同实现相同的接口或者继承相同的父类。以代理老师给学生上课为例:
首先有一个老师接口ITeacher:

public interface ITeacher {
    void teach();
}

被代理老师的实现类Teacher:

public class Teacher implements ITeacher {
    public void teach() {
        System.out.println("任课老师正在授课。。。");
    }
}

代理老师的实现类TeacherProxy:

public class TeacherProxy implements ITeacher {
    private Teacher teacher;

    public TeacherProxy(Teacher teacher) {
        this.teacher = teacher;
    }

    public void teach() {
        System.out.println("代理老师开始代理");
        teacher.teach();
        System.out.println("代理老师结束代理");
    }
}

Client调用代理老师给学生上课:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher target = new Teacher();
        TeacherProxy proxy = new TeacherProxy(target);
        proxy.teach();
    }
}

输出结果:

代理老师开始代理
任课老师正在授课。。。
代理老师结束代理
静态代理类图

静态代理的优点:在不修改目标对象功能的前提下,能通过代理对象对目标对象的功能进行扩展。
静态代理的缺点: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的出现,而一旦接口增加或修改方法,目标对象和代理对象都要维护。

3 动态代理

与静态代理不同,动态代理的代理对象不需要实现接口,但是目标对象还是要实现接口,否则就不能使用动态代理了。动态代理的代理对象是利用JDK的API,动态的在内存中构建代理对象。
在JDK中,动态代理相关的类是java.lang.reflect.Proxy,JDK实现动态代理只需要使用Proxy.newProxyInstance方法。我们将代课老师上课地例子用动态代理来实现一下:
ITeacher、Teacher类和静态代理一样,TeacherProxy类实现如下:

public class TeacherProxy {
    public Object getTeacherProxy(Object target) {
        /*
            newProxyInstance(ClassLoader loader,
                             @NotNull Class<?>[] interfaces,
                             @NotNull reflect.InvocationHandler h)
            参数说明:
            loader:类加载器
            interfaces:对象实现的接口,如果对象没有实现任何接口,则不能使用JDK的动态代理
            InvocationHandler:代理对象方法回调
         */
        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("代理老师开始代理");
                Object result = method.invoke(target, args);
                System.out.println("代理老师结束代理");
                return result;
            }
        });
    }
}

客户端调用:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher target = new Teacher();
        ITeacher proxy = (ITeacher) new TeacherProxy().getTeacherProxy(target);
        proxy.teach();
    }
}

输出结果:

代理老师开始代理
任课老师正在授课。。。
代理老师结束代理
动态代理类图

4 Cglib代理

JDK的动态代理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,没有实现任何接口,这个时候就可以使用目标对象子类来实现代理,即Cglib代理。
Cglib代理也叫做子类代理,它是在内存中构建一个子类对象,从而实现对目标对象的功能扩展。Cglib是一个强大的高性能的代码生成包,它可以在运行期间扩展java类与实现java接口,它广泛运用于各种AOP框架。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类。

4.1 如何使用Cglib代理

使用Cglib代理需要引入cglib的jar包,如果是maven项目可以直接引入坐标即可:

        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/cglib/cglib -->
        <dependency>
            <groupId>cglib</groupId>
            <artifactId>cglib</artifactId>
            <version>3.3.0</version>
        </dependency>

Teacher类没有继承或实现任何基类:

public class Teacher {
    public void teach() {
        System.out.println("任课老师正在授课。。。");
    }
}

TeacherProxy类使用Cglib来代理,实现MethodInterceptor接口:

public class TeacherProxy implements MethodInterceptor {
    private Object target;

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

    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,回调函数类型为 net.sf.cglib.proxy.Callback
        enhancer.setCallback(this);
        // 4. 创建代理对象
        return enhancer.create();
    }

    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("cglib 代理开始");
        Object result = method.invoke(target, objects);
        System.out.println("cglib 代理结束");
        return result;
    }
}

Client端调用代理对象:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher target = new Teacher();
        Teacher proxy = (Teacher) new TeacherProxy(target).getProxyInstance();
        proxy.teach();
    }
}

输出结果:

cglib 代理开始
任课老师正在授课。。。
cglib 代理结束

4.2 使用Cglib代理的注意事项

1)因为Cglib代理是在内存中动态构建被代理类的子类,所以被代理类不能为final,否则会报错:java.lang.IllegalArgumentException
2)目标对象的方法如果为final或static,那么就不会被拦截,即不会执行目标对象额外的代码逻辑。


Cglib代理的类图
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