静态代理和动态代理

红太狼 2024-03-27 13:16 75阅读 0赞

#### 静态代理和动态代理 ####

*  一. 回顾反射
 *   *  1.1 动态语言 VS 静态语言 ？
     *  1.2 什么是反射 ？
     *  1.3 反射作用 ？
     *  1.4 反射的应用场景？
     *  1.5 获取 Class 字节码文件的方式：
 *  二. 代理模式
 *   *  2.1 理论
     *   *  代理模式引入：
         *  为什么叫静态代理 ？
         *  动态代理引入：
         *  动态代理定义：
         *  动态代理相较静态代理的优点：
     *  2.2 静态代理案例
     *   *  ClothFactory 接口：
         *  ProxyClothFactory 代理类：
         *  NikeClothFactory 被代理类（目标类）：
         *  总结：
     *  2.3 动态代理案例
     *   *  Human 接口：
         *  SuperMan 被代理类（目标类）：
         *  ProxyFactory 自定义方法类： ★ ★ ★
         *  MyInvocationHandler 自定义类： ★ ★ ★
         *  总结：
     *  2.4 优缺点
     *  2.5 使用场景

## 一. 回顾反射 ##

### 1.1 动态语言 VS 静态语言 ？ ###

**动态语言**：指的【运行时】可以改变其结构的语言，即已有的函数可以被改变。如 JavaScript、PHP、Python  
**静态语言**：运行时结构不可改变。如Java、C、C++；

java源代码被编译器编译成class字节码文件，然后加载到JVM去跑，相当于一开始就写死了，所以是静态的；

**而反射机制可以让Java程序在【运行时】获取编译期完全未知的class字节码文件，利用class字节码文件来实例化对象，改变属性等，使静态语言的java具备了`动态性`。**

### 1.2 什么是反射 ？ ###

指对于任意一个对象，都能知道并调用它的方法和属性，这种动态获取信息以及动态调用对象的方法的功能称为反射。  
总结：通过反射可以实现在【运行时】知道任意一个类的属性和方法。

### 1.3 反射作用 ？ ###

*  **操作.class字节码文件**，获取任意类的名称、package信息、所有属性、方法、注解、类型等，以及改变属性;
 *  获取class字节码文件，用newInstance方法**实例化任意一个类的对象**;
 *  通过反射我们可以实现**动态装配** ？ 降低代码的耦合度, 动态代理，让程序变得更加灵活；

### 1.4 反射的应用场景？ ###

·Spring 中创建IOC 容器对象ctx时使用反射，在创建 Bean 实例时和依赖注入时的反射。  
·Spring MVC 通过反射调用 controller 的方法，动态代理处理请求；  
·RPC Dubbo动态代理利用；

### 1.5 获取 Class 字节码文件的方式： ###

1.调用 `Class.forName()`方法；  
2.`对象.getClass()`方法；  
3.通过`类名.class`直接获取；  
4.通过**类加载器**获取；（动态代理中使用）

**问1：通过new对象和反射都能调用公共的结构，开发中用哪个？**  
建议还是直接new；

**什么时候用反射的方式？**  
动态性，如果一开始编译时不能确定要new哪个对象，则可以用反射的方式，比较灵活；  
如servlet不知道前端传过来是登录还是注册，发过来是什么就造相关类的对象，调用相关方法；

## 二. 代理模式 ##

**代理模式**：  
使用一个代理将对象包起来，然后用该代理对象取代原始对象。任何对原始对象的调用都要通过代理。  
代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。

**如**：租房子，你就是被代理类，中介是代理类；  
代理类去调方法，但实际上内部还是调用的被代理类的方法；  
或者说代理类对被代理类的调用进行了封装；

**特点**：  
代理类和被代理类都继承同一套接口；  
**只要是代理模式，一定有接口+代理类+被代理类**

### 2.1 理论 ###

#### 代理模式引入： ####

在一些情况下，一个对象(客户端)不能或者不想直接引用**目标对象**，这时就出现了**代理对象**，代理对象在客户端和目标对象之间起到**中介**的作用，为客户端**提供一种代理去控制对目标对象的访问**。

#### 为什么叫静态代理 ？ ####

因为**代理类**和**目标对象**都是在【编译期间】就确定下来，不利于程序的扩展。  
**代理类是写死的，只为一个目标对象类的服务**。

#### 动态代理引入： ####

静态代理时，每个代理类只能为一个套接口服务，开发中必然产生过多的代理类。最好可以通过一个代理类完成全部的代理功能。  
而要想在 **【运行期间】** 去造类的对象，就需要使用 **`反射`**，所以**动态代理也是反射的应用**。  
**动态代理可以根据传入的什么样的目标对象（原始对象），就利用`反射`创造对应的代理对象，更灵活**。

#### 动态代理定义： ####

**指的是客户通过代理类，来调用目标对象的方法**，并且在程序运行时根据需要**动态**创建原始类的代理对象。

#### 动态代理相较静态代理的优点： ####

*  抽象接口声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法处理，这样可以更加灵活和统一的处理众多方法； 即 **一个代理类就可以搞定其他所有代理类了！**
 *  动态代理的代理对象在运行时自动生成，不需要写多个代理类，可以为多种类型做代理，静态代理的代理对象在编译时已经确定，每一个代理类只能为一种类型进行代理；

### 2.2 静态代理案例 ###

1.  **代理类** 和 **被代理类（目标类）** 实现同一套接口；
2.  【代理类中】**声明**`接口类型`的成员变量，利用代理类的构造方法传入被代理类对象，用被代理类对象初始化成员变量；
3.  在【代理类继承的方法内，执行成员属性（被代理类对象）的`同名方法`（代理操作），除此之外还有其他增强的操作。

#### ClothFactory 接口： ####

![在这里插入图片描述][af65f1e5d4bc47cebee554737665c37a.png]

#### ProxyClothFactory 代理类： ####

实现ClothFactory接口；  
在代理类内部有一个 接口类型的成员变量；  
代理类的构造方法：传入被代理类的对象，并初始化为代理类的成员变量；  
在代理类内部调用 成员变量（被代理类对象）的produceCloth方法（代理操作），并且有一些增强；  
![在这里插入图片描述][24cb2ef8869145ecbaddbde5a7ef7e56.png]

#### NikeClothFactory 被代理类（目标类）： ####

![在这里插入图片描述][5fffd711f2cc43688ea9ad043e344907.png]

**测试**：  
要造代理类对象，就需要将被**代理类对象传入代理类**的构造；  
调用代理类的方法，底层实则调用被代理类的方法（代理操作），实现远程调用；  
![在这里插入图片描述][abf9565355dd4f8c878dcac8a47f3ee9.png]

结果：执行代理类中已增强的produceCloth方法；  
![在这里插入图片描述][c24b653d84b342bc9e25f880f4eee930.png]

#### 总结： ####

*  静态代理的 “静态” 即代理类是写死的，一个代理类对应一个目标对象；
 *  实现：  
    1.代理类、被代理类实现同一套接口；  
    2.代理类中创建`接口类型`的成员变量，传入目标对象，初始化给成员变量（类似聚合）；  
    3.在同名方法内，调用传入的目标对象的方法，并在前后可以增强；
 *  客户创建目标对象，将其传入代理类对象，调用代理类对象的方法，实际底层就远程调用了目标对象的方法；

### 2.3 动态代理案例 ###

**动态代理** 指的是客户通过代理类，来调用目标对象的方法，并且在程序运行时根据需要**动态**创建目标对象的代理对象。

**接口**和**被代理类**（原始类）得有，代理类为动态创建；

#### Human 接口： ####

![在这里插入图片描述][43eae7487e454688b58f87bef29f55cd.png]

#### SuperMan 被代理类（目标类）： ####

继承Human接口，重写方法；  
![在这里插入图片描述][ecea24e241934a89be8cdc0af73b8fb6.png]

#### ProxyFactory 自定义方法类： ★ ★ ★ ####

**问题一：如何根据加载到内存中的被代理类，动态的创建一个代理类及对象？**\-----------**`反射`**  
**问题二：当通过代理类的对象调用方法时，动态的去调用被代理类中的同名方法（代理操作）**

**`getProxyInstance()`** 方法：  
**作用**：传入被代理类，通过 **`反射`**，动态创建一个对应的代理类对象！ 解决**问题1**；  
返回代理类对象的方法设为`static`，这样可以直接用类调用；

为了能传入各种被代理类（原始类）的对象，所以返回类型和参数是`Object`类型（多态），除了代理Human还可以代理别的类！

使用了 java.lang.reflect的 **`Proxy.newProxyInstance`** 方法返回代理类的对象！（接口和被代理类对象一致）

![在这里插入图片描述][dad93d34c9d146e59d4bf8610d7e80bf.png]

但是此时需要参数：（类加载器+obj实现的接口+ `InvocationHandler` ），还差一个InvocationHandler 类型的对象，要自定义一个类实现InvocationHandler 接口；  
再通过Proxy.newPro…方法自动调用InvocationHandler 的实现类的对象的 **`invoke`** 方法，

#### MyInvocationHandler 自定义类： ★ ★ ★ ####

自定义一个类继承 **`InvocationHandler`** ，  
自定义类的 **`invoke`** 会去调用 **被代理类** 中与method同名的方法，实现代理操作。  
被代理类invoke方法的返回值，也就是MyInvocationHandler 类中invoke方法的返回值，最后即代理类的返回值；  
![在这里插入图片描述][53b9c72c9b1548a6a12f77a40a6271c0.png]

**测试**：  
通过ProxyFactory类调用getProxyInstance方法得到代理类的对象；  
然后用代理类的对象调用方法，会动态的去调用被代理对象对应的方法（会自动去调用invoke方法）  
如getbelief()是invoke的参数method，method方法没有参数，所以args为空；  
![在这里插入图片描述][21a04b7144f743b895f63a770bceccb7.png]

#### 总结： ####

*  动态代理的 “动态” 即代理类不是写死的，而是根据传入的目标对象而动态创建；
 *  而要在运行期间创建对象，用到了反射机制，使用了被代理类的**类加载器**和目标`对象.getClass()` 获取class字节码文件；
 *  流程：  
    1.这里先创建了**目标对象**，然后将目标对象的类加载器、字节码文件、MyInvocationHandler对象 传入**自定义类**的`proxy.newProxyInstance`中，并返回一个代理对象；  
    2.自定义方法类 会根据传入的**目标对象**，通过 **`反射`**（利用代理类的类加载器和接口的getcClass()） 创建对应的 **代理对象**；  
    代理类对象是由传入的被代理类对象决定的什么类型；  
    3.然后调用**代理对象**的方法，方法被作为参数 传入`invoke`方法中，在invoke方法中会去执行**目标对象**对应的方法，以此实现远程调用；
 *  此时**代理类**没有显式的定义！而是由ProxyFactory类调用getProxyInstance动态生成了一个代理对象！

**效果**：  
只需要给一个被目标对象，然后就可以动态创建代理类对象；  
当通过代理类对象去调用方法时，底层实际上调用了被代理类的同名方法；

### 2.4 优缺点 ###

**优点**：  
1.代理模式在客户和目标对象之间起到了中介的作用、 **降低耦合**  
2.代理对象可以**增强**目标对象的功能

**缺点**：  
1.增加了系统的复杂度

### 2.5 使用场景 ###

1.  **远程（Remote）代理**  
    本地服务通过网络请求远程服务。为了实现本地到远程的通信，我们需要实现网络通信，处理其中  
    可能的异常。为良好的代码设计和可维护性，我们将网络通信部分隐藏起来，只暴露给本地服务一  
    个接口，通过该接口即可访问远程服务提供的功能，而不必过多关心通信部分的细节。  
    例：rpc调用，向日葵 ？
2.  **防火墙（Firewall）代理**  
    当你将浏览器配置成使用代理功能时，防火墙（代理对象）就将你的浏览器的请求转给互联网；当互联网返回响  
    应时，代理服务器再把它转给你的浏览器。  
    例：vpn
3.  **保护（Protect or Access）代理**  
    控制对一个对象的访问，如果需要，在代理对象中可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。

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