Spring5设计模式 - 代理模式

绝地灬酷狼 2022-10-28 00:46 107阅读 0赞

# 设计模式 - 代理模式 #

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*  设计模式 - 代理模式
 *   *  一、静态代理
     *  二、动态代理模式
     *  三、静态代理和动态代理的区别
     *  四、代理模式在Spring中的应用
     *  五、代理模式的优缺点
     *  附：六、手写实现JDK的动态代理
     *   *  一、JDK实现方式
         *  二、手写实现JDK动态代理

两种模式：**静态代理**、**动态代理**。

两个目的：**保护目标对象、增强目标对象**。

定义：代理模式（Proxy Pattern）是指为其他对象提供一种代理，以控制对这个对象的访问，属于结构型模式。在某些情况下，一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象，而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。

应用场景：生活中的租房中介、售票黄牛、婚介、经纪人、快递、事务代理、非侵入式日志监听等，都是代理模式的实际体现。当无法或不想直接引用某个对象或访问某个对象存在困难时，可以通过代理对象来间接访问。

代理模式一般由**共同接口类**、**被代理类**、**代理类**组成。

## 一、静态代理 ##

这里举一个父亲帮儿子找对象的案例。人有很多行为：要谈恋爱、要工作、要买房买车，谈恋爱只是行为中的一项。父亲和儿子有个共同的行为是找对象，于是抽取成一个共同接口。

共同接口类 Person：

public interface Person { 
        void findLove();
    }

被代理类 Son：

public class Son implements Person{ 
        @Override
        public void findLove() { 
            System.out.println("儿子要找对象，要求：富婆");
        }
    }

代理类 Father:

public class Father implements Person{ 
        private Son son;
    
        public Father(Son son) { 
            this.son = son;
        }
    
        @Override
        public void findLove() { 
            System.out.println("父亲帮儿子找富婆");
            this.son.findLove();
            System.out.println("儿子很强壮，富婆很喜欢，在一起了");
        }
    }

测试类 Test：

public class StaticMain { 
        public static void main(String[] args) { 
            // 父亲只能帮儿子找对象，不能帮表妹，帮陌生人
            Father father = new Father(new Son());
            father.findLove();
        }
    }

## 二、动态代理模式 ##

这里还是找对象的案例，但现在是让媒婆帮忙物色对象了，“我”对于媒婆来说是顾客，那么关系就是媒婆帮“我”找对象。下面基于JDK实现动态代理：

被代理类 顾客 Customer：

public class Customer implements Person { 
        @Override
        public void findLove() { 
            System.out.println("[客户] 要求1：白富美");
            System.out.println("[客户] 要求2：有车有房");
            System.out.println("[客户] 要求3：有存款");
        }
    }

代理类 媒婆 JDKMeipo：

public class JDKMeipo implements InvocationHandler { 
        // 被代理的对象，将引用保存下来
        private Object target;
    
        public Object getProxyInstance(Object target) { 
            this.target = target;
            Class<?> clazz = target.getClass();
            return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces(), this);
        }
    
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
            before();
            Object o = method.invoke(target, args);
            after();
            return o;
        }
    
        private void before() { 
            System.out.println("[媒婆] 正在查找对象...");
        }
    
        private void after() { 
            System.out.println("[媒婆] 查找完成...");
        }
    }

测试类 Test：

public static void main(String[] args) { 
        Person person = (Person) new JDKMeipo().getProxyInstance(new Customer());
        person.findLove();
    }

实现原理: JDK动态代理采用字节重组，重新生成对象来替代原始对象，以达到动态代理的目的。

*  **JDK动态代理生成对象的步骤如下**

1.  获取被代理对象的引用，并且获取它的所有接口，反射获取。
2.  JDK动态代理类重新生成一个新的类，同时新的类要实现被代理类实现的所有接口。
3.  动态生成Java代码，新加的业务逻辑方法由一定的逻辑代码调用。
4.  编译新生成的Java代码.class文件。
5.  重新加载到JVM中运行。

**使用 CGLib 动态代理：**

public class CGlibProxy implements MethodInterceptor { 
        public Object getInstance(Class<?> clazz) throws Exception{ 
            // 相当于Proxy，代理的工具类
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(clazz);
            enhancer.setCallback(this);
            return enhancer.create();
        }
    
        public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable { 
            before();
            Object obj = methodProxy.invokeSuper(o,objects);
            after();
            return obj;
        }
    
        private void before(){ 
           System.out.println("called before request().");
        }
    
        private void after(){ 
            System.out.println("called after request().");
        }
    }

*  **CGLib和JDK动态代理对比**  
    1.JDK动态代理实现了被代理对象的接口，CGLib代理继承了被代理对象。  
    2.JDK动态代理和CGLib代理都在运行期生成字节码，JDK动态代理直接生成Class 字节码，CGLib代理使用ASM框架生成Class字节码，CGlib代理实现更复杂，生成代理类比JDK动态代理效率低。  
    3.JDK动态代理调用代理方法是通过反射机制调用的，CGLib代理是通过FastClass 机制直接调用方法的，CGLib代理的执行效率更高。

## 三、静态代理和动态代理的区别 ##

1.静态代理只能通过手动完成代理操作，如果被代理类增加了新的方法，代理类需要同步增加，违背开闭原则。  
2.动态代理采用在运行时动态生成代码的方式，取消了对被代理类的扩展限制，遵循开闭原则。  
3.若动态代理要对目标类的增强逻辑进行扩展，结合策略模式，只需要新增策略类便可完成，无须修改代理类的代码。

## 四、代理模式在Spring中的应用 ##

Spring利用动态代理实现AOP时有两个非常重要的类：JdkDynamicAopProxy类和CglibAopProxy类  
代理选择原则：  
1.当Bean有实现接口时，Spring就会用JDK动态代理。  
2.当Bean 没有实现接口时，Spring 会选择CGLib代理。  
3.Spring 可以通过配置强制使用CGLib代理，只需在Spring的配置文件中加入如下代码：

<aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true"/>

## 五、代理模式的优缺点 ##

**优点：**  
1.代理模式能将代理对象与真实被调用目标对象分离。  
2.在一定程度上降低了系统的耦合性，扩展性好。  
3.可以起到保护目标对象的作用。  
4.可以增强目标对象的功能。  
**缺点：**  
1.代理模式会造成系统设计中类的数量增加。  
2.在客户端和目标对象中增加一个代理对象，会导致请求处理速度变慢。  
3.增加了系统的复杂度。

## 附：六、手写实现JDK的动态代理 ##

动态代理和静态代理的基本思路是一致的，只不过动态代理的功能更加强大，随着业务的扩展适应性更强。下面是一个使用JDK动态代理实现的一个相亲找对象的案例。

### 一、JDK实现方式 ###

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
    
    /** * JDK实现方式 * @author MrDJun 2020/10/27 */
    public class JDKMeipo implements InvocationHandler { 
        // 被代理的对象，把引用保存下来
        private Object target;
    
        public Object getInstance(Object target) { 
            this.target = target;
            Class<?> clazz = target.getClass();
            return Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces(), this);
        }
    
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
            before();
            Object obj = method.invoke(this.target, args);
            after();
            return obj;
        }
    
        private void before() { 
            System.out.println("我是媒婆，正在帮你找对象，现在已经确认了你喜欢哪种妹子了");
            System.out.println("开始物色...");
        }
    
        private void after() { 
            System.out.println("已经帮你找到这样的妹子了，觉得合适的话，就准备办喜事吧");
        }
    
    }
    
    // 单身客户类
    class Customer implements Person { 
        @Override
        public void findLove() { 
            System.out.println("富婆");
            System.out.println("身高166cm");
            System.out.println("无不良嗜好");
        }
    }
    
    interface Person { 
        void findLove();
    }
    
    // 创建主类测试
    class TestApplication { 
        public static void main(String[] args) { 
            Person obj = (Person) new JDKMeipo().getInstance(new Customer());
            obj.findLove();
        }
    }

运行结果如下：

我是媒婆，正在帮你找对象，现在已经确认了你喜欢哪种妹子了
    开始物色...
    富婆
    身高166cm
    无不良嗜好
    已经帮你找到这样的妹子了，觉得合适的话，就准备办喜事吧

### 二、手写实现JDK动态代理 ###

JDK的动态代理是采用字节重组的方式实现的，重新生成对象来替代原始对象，以达到动态代理的目的。JDK动态代理生成对象的步骤如下：

（1）获取被代理对象的引用，并获取它的所有接口，反射获取；

（2）JDK动态代理类重新生成一个新的类，同时生成新的类要实现被代理类实现的所有接口；

（3）动态生成Java代码，新加的业务逻辑方法由一定的逻辑代码调用（在代码中体现）；

（4）编译新生成的Java代码为.class文件；

（5）重新加载到JVM运行；

以上过程称为字节重组。JDK中有一个规范，在ClassPath下只要是$开头的.class文件，一般都是自动生成的。那么我们有没有办法看到代替后的对象的“真容”呢？做一个这样的测试：将内存中的对象字节码通过文件流输出到新的.class文件，然后利用反编译工具查看源代码。

import com.fun.async.test.proxy.Person;
    import java.lang.reflect.*;
    
    public final class $proxy0 extends Proxy
        implements Person
    { 
    
        public $proxy0(InvocationHandler invocationhandler)
        { 
            super(invocationhandler);
        }
    
        public final boolean equals(Object obj)
        { 
            try
            { 
                return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] { 
                    obj
                })).booleanValue();
            }
            catch(Error _ex) {  }
            catch(Throwable throwable)
            { 
                throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
            }
        }
    
        public final void findLove()
        { 
            try
            { 
                super.h.invoke(this, m3, null);
                return;
            }
            catch(Error _ex) {  }
            catch(Throwable throwable)
            { 
                throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
            }
        }
    
        public final String toString()
        { 
            try
            { 
                return (String)super.h.invoke(this, m2, null);
            }
            catch(Error _ex) {  }
            catch(Throwable throwable)
            { 
                throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
            }
        }
    
        public final int hashCode()
        { 
            try
            { 
                return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
            }
            catch(Error _ex) {  }
            catch(Throwable throwable)
            { 
                throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
            }
        }
    
        private static Method m1;
        private static Method m3;
        private static Method m2;
        private static Method m0;
    
        static 
        { 
            try
            { 
                m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { 
                    Class.forName("java.lang.Object")
                });
                m3 = Class.forName("com.fun.async.test.proxy.Person").getMethod("findLove", new Class[0]);
                m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
                m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
            }
            catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception)
            { 
                throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());
            }
            catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception)
            { 
                throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());
            }
        }
    }

从反编译的结果来看，$Proxy0 继承了Proxy类，同时还实现了Person接口，并且还重写了findLove()方法。在静态块中用反射查找到了目标的所有方法，而且保存了所有方法引用，重写的方法用反射调用目标对象的方法。上面这些代码是哪来的？这是JDK自动生成的。现在不依赖JDK，自己实现动态生成源代码、动态完成编译，然后替代对象并执行。