设计模式之代理模式

Myth丶恋晨 2022-04-08 15:38 225阅读 0赞

一:什么是代理?

代理是英文 Proxy 翻译过来的。我们在生活中见到过的代理,大概最常见的就是朋友圈中卖面膜的同学了。

她们从厂家拿货,然后在朋友圈中宣传,然后卖给熟人。

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按理说,顾客可以直接从厂家购买产品,但是现实生活中,很少有这样的销售模式。一般都是厂家委托给代理商进行销售,顾客跟代理商打交道,而不直接与产品实际生产者进行关联。

所以,代理就有一种中间人的味道。

接下来,我们说说软件中的代理模式。

二:代理模式

代理模式是面向对象编程中比较常见的设计模式。

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这是常见代理模式常见的 UML 示意图。

需要注意的有下面几点:

  1. 用户只关心接口功能,而不在乎谁提供了功能。上图中接口是 Subject。
  2. 接口真正实现者是上图的 RealSubject,但是它不与用户直接接触,而是通过代理。
  3. 代理就是上图中的 Proxy,由于它实现了 Subject 接口,所以它能够直接与用户接触。
  4. 用户调用 Proxy 的时候,Proxy 内部调用了 RealSubject。所以,Proxy 是中介者,它可以增强 RealSubject 操作。

如果难于理解的话,我用事例说明好了。值得注意的是,代理可以分为静态代理和动态代理两种。先从静态代理讲起。

静态代理

1:首先得有一个接口,通用的接口是代理模式实现的基础。这个接口我们命名为 Movie,代表电影播放的能力。

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2:然后,我们要有一个真正的实现这个 Movie 接口的类,和一个只是实现接口的代理类。

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3:这个表示真正的影片。它实现了 Movie 接口,play() 方法调用时,影片就开始播放。那么 Proxy 代理呢?

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4:Cinema 就是 Proxy 代理对象,它有一个 play() 方法。不过调用 play() 方法时,它进行了一些相关利益的处理,那就是广告。现在,我们编写测试代码。

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然后观察结果:

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现在可以看到,代理模式可以在不修改被代理对象的基础上,通过扩展代理类,进行一些功能的附加与增强。值得注意的是,代理类和被代理类应该共同实现一个接口,或者是共同继承某个类。

上面介绍的是静态代理的内容,为什么叫做静态呢?因为它的类型是事先预定好的,比如上面代码中的 Cinema 这个类。下面要介绍的内容就是动态代理。

动态代理

既然是代理,那么它与静态代理的功能与目的是没有区别的,唯一有区别的就是动态与静态的差别。

那么在动态代理的中这个动态体现在什么地方?

上一节代码中 Cinema 类是代理,我们需要手动编写代码让 Cinema 实现 Movie 接口,而在动态代理中,我们可以让程序在运行的时候自动在内存中创建一个实现 Movie 接口的代理,而不需要去定义 Cinema 这个类。这就是它被称为动态的原因。

HelloService 是一个接口,你可以理解它为打招呼的许可证。
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然后创建一个类 HelloServiceImpl实现HelloService接口

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然后创建HelloServiceProy代理类,通过实现InvocationHandler接口进行实现

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然后写了一个测试类

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看到没有,我并没有像静态代理那样为 HelloService 接口实现一个代理类,但最终它仍然实现了相同的功能,这其中的差别,就是之前讨论的动态代理所谓“动态”的原因。

动态代理语法

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下面讲解它的 3 个参数意义。

  • loader 自然是类加载器
  • interfaces 代码要用来代理的接口
  • h 一个 InvocationHandler 对象

InvocationHandler

InvocationHandler 是一个接口,官方文档解释说,每个代理的实例都有一个与之关联的 InvocationHandler 实现类,如果代理的方法被调用,那么代理便会通知和转发给内部的 InvocationHandler 实现类,由它决定处理。

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InvocationHandler 内部只是一个 invoke() 方法,正是这个方法决定了怎么样处理代理传递过来的方法调用。

  • proxy 代理对象
  • method 代理对象调用的方法
  • args 调用的方法中的参数

因为,Proxy 动态产生的代理会调用 InvocationHandler 实现类,所以 InvocationHandler 是实际执行者。

三:动态代理的原理解析

我当前查看的源码是 1.8 版本。

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newProxyInstance 的确创建了一个实例,它是通过 cl 这个 Class 文件的构造方法反射生成。cl 由 getProxyClass0() 方法获取。

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直接通过缓存获取,如果获取不到,注释说会通过 ProxyClassFactory 生成。

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这个类的注释说,通过指定的 ClassLoader 和 接口数组 用工厂方法生成 proxy class。 然后这个 proxy class 的名字是:

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所以,动态生成的代理类名称是包名+$Proxy+id序号

看看包名生成的逻辑过程。

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生成的过程,核心代码如下:

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现在我们还需要做一些验证,我要检测一下动态生成的代理类的名字是不是包名+$Proxy+id序号

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HelloServcie接口的代理类是:com.sun.proxy.$Proxy0

下面用一张图让大家记住动态代理涉及到的角色

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红框中 $Proxy0 就是通过 Proxy 动态生成的。
$Proxy0 实现了要代理的接口。
$Proxy0 通过调用 InvocationHandler 来执行任务。

代理的作用

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总结
1:代理分为静态代理和动态代理两种。
2:静态代理,代理类需要自己编写代码写成。
3:动态代理,代理类通过 Proxy.newInstance() 方法生成。
4:不管是静态代理还是动态代理,代理与被代理者都要实现两样接口,它们的实质是面向接口编程。
5:静态代理和动态代理的区别是在于要不要开发者自己定义 Proxy 类。
6:动态代理通过 Proxy 动态生成 proxy class,但是它也指定了一个 InvocationHandler 的实现类。
7:代理模式本质上的目的是为了增强现有代码的功能。

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