浅谈java中的装饰模式和动态代理模式

叁歲伎倆 2022-05-23 12:57 252阅读 0赞

什么是装饰模式

定义：装饰模式指的是在不必改变原类文件和使用继承的情况下，动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象，也就是装饰来包裹真实的对象。

单单看上面的定义太抽象了，我们来举个栗子。

我们先定义一个Animal接口，里面有一个eat和call方法

public interface Animal {
    	public void eat();
    	public void call();
        }

再创建一个Dog类，实现Animal接口

public class Dog implements Animal{
    
    	public void eat(){
    		System.out.println("狗在嘚嘚的吃");
    	}
    	
    	public void call(){
    		System.out.println("狗在旺旺的叫");
    	}
    }

现在我们不喜欢狗的叫声，想让狗哈哈哈地叫，该怎么办呢。可以继承Dog类，然后重写call方法；也可以使用装饰模式。下面我们使用装饰模式来实现一下。

我们创建一个ZhuangshiDog类

/**
     * 装饰类 要实现和被装饰类一样的接口
     * @author wangchaoyouziying
     *
     */
    public class ZhuangshiDog implements Animal {
    
    	private Animal ani;
    	
    	public ZhuangshiDog(Animal ani) {
    		this.ani = ani;
    	}
    	
    	@Override
    	public void eat() {
    		ani.eat();
    	}
    
    	@Override
    	public void call() {
    		System.out.println("狗在哈哈哈地叫");
    	}
    
    }

测试一下

public class Test {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		Animal dog = new Dog();//这里Dog是被装饰者
    		
    		//实例化装饰类
    		Animal zsDog = new ZhuangshiDog(dog);
    		zsDog.call();
    		zsDog.eat();
    	}
    
    }

输出结果：

狗在哈哈哈地叫
    狗在嘚嘚的吃

装饰模式的优点：可以不改变被装饰者和继承关系的情况下，拓展被装饰者的功能。

缺点：需要实现和被装饰者相同的接口，那么如果该接口有一百个方法，而我们只想装饰其中的一个方法。此时我们不得不另外实现其余的99个方法，很明显增加了代码冗余量。

总结：装饰模式适用于被装饰者实现的接口中方法数较少的情况。

那么对于方法数较多的情况下该怎么办呢。此时可以使用动态代理模式。

什么是动态代理模式？

定义：用来修改已经具有的对象的方法,控制方法是否执行,或在方法执行之前和执行之后做一些额外的操作。

我们同样来举个栗子。

我们先定义一个Animal接口，里面有一个eat和call方法

package cn.chao.zhuangshiProxy;
    
    public interface Animal {
    	public void eat();
    	public void call();
    }

创建一个Dog类，实现Animal接口

再创建一个代理类ProxyDog

/**
     * 动态代理类 给所有的Animal创建代理对象 代理对象，不需要实现接口
     * 
     * @author wangchaoyouziying
     *
     */
    public class ProxyDog {
    
    	private Object target;
    
    	public ProxyDog(Object target) {
    		this.target = target;
    	}
    
    	/**
    	 * 给被代理对象生成代理对象
    	 * 
    	 * @return
    	 */
    	public Object getProxyInstance() {
    		return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), // 被代理对象的类加载器
    				target.getClass().getInterfaces(), // 被代理对象所实现的所有接口组成的数组
    				new InvocationHandler() {
    
    					/**
    					 * proxy	代理对象
    					 * method	被代理对象的方法
    					 * args		被代理对象的方法中的参数
    					 * 返回值	被代理对象的方法的返回值
    					 */
    					@Override
    					public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    						if ("call".equals(method.getName())) {// 对被代理的Dog类的call方法进行改造
    							System.out.println("狗在嘻嘻嘻地笑");
    							return null;	//被代理对象的call方法没有返回值，所以这里返回null
    						} else {//其他方法不改造，则调用method的invoke方法
    							return method.invoke(target, args);//target-->被代理对象		args-->被代理对象的方法的参数
    						}
    					}
    				});
    	}
    }

测试一下：

public class Test {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		Animal dog = new Dog();//这里的dog是被代理对象
    		
    		//实例化装饰类
    //		Animal zsDog = new ZhuangshiDog(dog);
    //		zsDog.call();
    //		zsDog.eat();
    		Animal proxyDog = (Animal) new ProxyDog(dog).getProxyInstance();
    		proxyDog.call();
    		proxyDog.eat();
    	}
    
    }

输出结果：

狗在嘻嘻嘻地笑

狗在嘚嘚的吃

说了那么多，动态代理究竟有什么用呢？

比如我们有一个需求，手写一个数据库连接池，我们执行完sql语句查询出结果后要将当前数据库的连接还回到连接池吧，我们只需调用自定义的连接池MyPool类的returnConn方法就可以了。但是万一程序员忘了调用returnConn方法了，而是调用了Connection的close方法，那当前连接就回不到连接池了。这时我们就需要通过动态代理，改造一下close方法。

首先，新建一个自定义数据库连接池类MyPool，实现javax.sql.DataSource接口

import java.io.PrintWriter;
    import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
    import java.sql.Connection;
    import java.sql.DriverManager;
    import java.sql.SQLException;
    import java.sql.SQLFeatureNotSupportedException;
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.List;
    import java.util.logging.Logger;
    
    import javax.sql.DataSource;
    
    public class MyPool implements DataSource {
    
    	// LinkList底层是链表，方便增删，不方便查找
    	private static List<Connection> pool = new LinkedList<Connection>();
    
    	static {
    		try {
    			// 注册mysql驱动
    			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
    			for (int i = 0; i < 5; i++) {// 向数据库连接池中创建5个连接
    				// 创建连接
    				Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///ccm", "root", "123456");
    				pool.add(conn);
    			}
    		} catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    			throw new RuntimeException();
    		}
    	}
    
    	@Override
    	public Connection getConnection() throws SQLException {
    		if (pool.size() == 0) {// 用户获取连接的时候，如果连接池中没有连接可用，则创建3条连接
    			for (int i = 0; i < 3; i++) {
    				Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///ccm", "root", "123456");
    				pool.add(conn);
    			}
    		}
    		Connection conn = pool.remove(0);// 从数据库连接池中取一个连接
    
    		// 利用动态代理改造Connection类的close方法，这样我们只要调用Connection的close方法就会将连接还回到连接池中
    		Connection proxyConn = (Connection) Proxy.newProxyInstance(conn.getClass().getClassLoader(),
    				conn.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
    
    					@Override
    					public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    						if ("close".equals(method.getName())) {
    							// 对于想要改造的close方法，我们自己写
    							returnConn(conn);
    							return null;
    						} else {
    							// 对于不想改造的方法，调用被代理对象原来的方法
    							return method.invoke(conn, args);
    						}
    					}
    				});
    		System.out.println("获取了一个连接，现在池里还有" + pool.size() + "个连接");
    		return proxyConn;
    	}
    
    	/**
    	 * 将数据库连接还回到连接池中
    	 */
    	protected void returnConn(Connection conn) {
    		try {
    			if (conn != null && !conn.isClosed()) {
    				pool.add(conn);
    				System.out.println("还回了一个连接，现在池里还有" + pool.size() + "个连接");
    			}
    		} catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    
    	@Override
    	public PrintWriter getLogWriter() throws SQLException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		return null;
    	}
    
    	@Override
    	public void setLogWriter(PrintWriter out) throws SQLException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    
    	}
    
    	@Override
    	public void setLoginTimeout(int seconds) throws SQLException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    
    	}
    
    	@Override
    	public int getLoginTimeout() throws SQLException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		return 0;
    	}
    
    	@Override
    	public Logger getParentLogger() throws SQLFeatureNotSupportedException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		return null;
    	}
    
    	@Override
    	public <T> T unwrap(Class<T> iface) throws SQLException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		return null;
    	}
    
    	@Override
    	public boolean isWrapperFor(Class<?> iface) throws SQLException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		return false;
    	}
    
    	@Override
    	public Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		return null;
    	}
    
    }

此时我们在jdbc中调用Connection改造过后的close方法就会帮我们将当前连接还回到连接池了。

jdbc的实现类：

import java.sql.Connection;
    import java.sql.PreparedStatement;
    import java.sql.ResultSet;
    
    public class JdbcTest {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		Connection conn = null;
    		PreparedStatement ps = null;
    		ResultSet rs = null;
    		MyPool pool = new MyPool();
    		
    		try{
    			conn = pool.getConnection();
    			ps = conn.prepareStatement("select * from users");
    			rs = ps.executeQuery();
    			while(rs.next()){
    				String username = rs.getString("username");
    				System.out.println(username);
    			}
    		}catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    		}finally{
    			if(conn != null){
    				try{
    					conn.close();//调用close方法时，会将连接还回到连接池中，而不会将连接关闭
    				}catch (Exception e) {
    					e.printStackTrace();
    				}finally{
    					conn = null;
    				}
    			}
    			if(ps != null){
    				try{
    					ps.close();
    				}catch (Exception e) {
    					e.printStackTrace();
    				}finally{
    					ps = null;
    				}
    			}
    			if(rs != null){
    				try{
    					rs.close();
    				}catch(Exception e){
    					e.printStackTrace();
    				}finally{
    					rs = null;
    				}
    			}
    		}
    	}
    }

运行后的结果：

获取了一个连接，现在池里还有4个连接
    川哥
    晴姐
    小红
    还回了一个连接，现在池里还有5个连接

动态代理总结：动态代理不需要实现接口，但是被代理对象一定要实现至少一个接口，否则不能用动态代理。

源码：[点击打开链接][Link 1]

[Link 1]: https://download.csdn.net/download/wang1171405487/10468825