代理设计模式——静态代理和动态代理

客官°小女子只卖身不卖艺 2024-03-23 20:00 106阅读 0赞

#### 代理模式 ####

在代理模式（Proxy Pattern）中，一个类代表另一个类的功能。这种类型的设计模式属于结构型模式，在代理模式中，我们创建具有现有对象的对象，以便向外界提供功能接口。

**意图：**为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

**主要解决：**在直接访问对象时带来的问题，比如说：要访问的对象在远程的机器上。在面向对象系统中，有些对象由于某些原因（比如对象创建开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问），直接访问会给使用者或者系统结构带来很多麻烦，我们可以在访问此对象时加上一个对此对象的访问层。

**何时使用：**想在访问一个类时做一些控制。

**如何解决：**增加中间层。

**关键代码：**实现与被代理类组合。

#### 两种机制 ####

*  静态代理
 *  动态代理

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### 静态代理 ###

定义：代理和被代理对象在代理之前是确定的，他们都实现相同的接口或者继承相同的抽象类

两种实现机制

*  继承
 *  聚合

模式：

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#### 静态代理的优点和缺点 ####

*  优点： 扩展原功能，不侵入原代码。
 *  缺点：如果通过继承方式实现，因为JAVA类只能继承一个父类，所以需要有多个代理类；如果通过聚合实现，当要实现多个接口代理时，代码会比较臃肿，需要为每个代理接口编写实现代码。

### 动态代理 ###

*  JDK动态代理
 *  CGLib动态代理

#### CGLib ####

CGLIB(Code Generation Library)是一个开源项目，是一个强大的，高性能，高质量的Code生成类库，它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口。Hibernate用它来实现PO(Persistent Object 持久化对象)字节码的动态生成；

#### jdk和cglib动态代理实现的区别 ####

1.  CGLib创建的动态代理对象性能比JDK创建的动态代理对象的性能高不少，但是CGLib在创建代理对象时所花费的时间却比JDK多得多，所以对于单例的对象，因为无需频繁创建对象，用CGLib合适，反之，使用JDK方式要更为合适一些；
2.  JDK动态代理的对象必须实现一个或多个接口；
3.  cglib动态代理中生成的字节码更加复杂，生成的代理类是委托类的子类，且不能处理被final关键字修饰的方法；
4.  jdk采用反射机制调用委托类的方法，cglib采用类似索引的方式直接调用委托类方法；

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### JDK动态代理 ###

核心思想：通过实现被代理类的所有接口，生成一个字节码文件后构造一个代理对象，通过持有反射构造被代理类的一个实例，再通过invoke反射调用被代理类实例的方法，来实现代理。

缺点：JDK动态代理的对象必须实现一个或多个接口

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####  ####

#### 知识点 ####

*  JDK实现动态代理需要实现类通过接口定义业务方法
 *  JDK生成的代理类以"$Proxy"为开头进行命名
 *  JDK代理生成的代理类的Method在static静态代码块中进行初始化；
 *  public接口生成的代理类package为"com.sun.proxy"；
 *  JDK动态代理需要实现InvocationHandler接口；

代码：

package com.quancheng;
    
    import java.lang.reflect.InvocationHandler;
    import java.lang.reflect.Method;
    import java.lang.reflect.Proxy;
    
    public class DynamicProxy {
        public static void main(String[] args) {
            Student stu = new Student();
            CusInvocationHandler handler = new CusInvocationHandler(stu);
            Play instance = (Play) Proxy.newProxyInstance(stu.getClass().getClassLoader(), stu.getClass().getInterfaces(), handler);
            instance.play();
        }
    }
    
    class CusInvocationHandler implements InvocationHandler {
        private Object target;
    
        public CusInvocationHandler(Object object) {
            this.target = object;
        }
    
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            System.err.println("代理方法处理");
            return method.invoke(target, args);
        }
    }
    
    interface Play {
        void play();
    }
    
    class Student implements Play {
    
        @Override
        public void play() {
            System.err.println("student ====>");
        }
    }

生成的代理类示例：

import dynamic.proxy.UserService;  
    import java.lang.reflect.*;  
    
    public final class $Proxy11 extends Proxy  
        implements UserService  
    {  
    
        // 构造方法，参数就是刚才传过来的MyInvocationHandler类的实例  
        public $Proxy11(InvocationHandler invocationhandler)  
        {  
            super(invocationhandler);  
        }  
    
        public final boolean equals(Object obj)  
        {  
            // 省略
        }  
    
        /** 
         * 被代理的方法 
         */  
        public final void add()  
        {  
            try  
            {  
                // 实际上就是调用MyInvocationHandler的public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法，第二个问题就解决了  
                super.h.invoke(this, m3, null);  
                return;  
            }  
            catch(Error _ex) { }  
            catch(Throwable throwable)  
            {  
                throw new UndeclaredThrowableException(throwable);  
            }  
        }  
    
        public final int hashCode()  
        {  
            // 省略
        }  
    
        public final String toString()  
        {  
            // 省略
        }  
    
        private static Method m1;  
        private static Method m3;  
        private static Method m0;  
        private static Method m2;  
    
        // 在静态代码块中获取了4个方法：Object中的equals方法、UserService中的add方法、Object中的hashCode方法、Object中toString方法  
        static   
        {  
            try  
            {  
                m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] {  
                    Class.forName("java.lang.Object")  
                });  
                m3 = Class.forName("dynamic.proxy.UserService").getMethod("add", new Class[0]);  
                m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);  
                m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);  
            }  
            catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception)  
            {  
                throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());  
            }  
            catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception)  
            {  
                throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());  
            }  
        }  
    }

### cglib动态代理 ###

核心思想：CGLib采用了非常底层的字节码技术，其原理是通过字节码技术为一个类创建子类(CGLib底层是通过继承实现的动态代理)，并在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用，顺势织入横切逻辑。JDK动态代理与CGLib动态代理均是实现Spring AOP的基础；底层：使用一个小而快的字节码处理框架ASM(Java字节码操控框架)，来转换字节码并生成新的类

缺点：不能代理final修饰的类

示例代码：

//被代理的类即目标对象
    public class A {
        public void execute(){
            System.out.println("执行A的execute方法...");
        }
    }
    
    //代理类
    public class CGLibProxy implements MethodInterceptor {
    
        /**
         * 被代理的目标类
         */
        private A target;
    
        public CGLibProxy(A target) {
            super();
            this.target = target;
        }
    
        /**
         * 创建代理对象
         * @return
         */
        public A createProxy(){
            // 使用CGLIB生成代理:
            // 1.声明增强类实例,用于生产代理类
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            // 2.设置被代理类字节码，CGLIB根据字节码生成被代理类的子类
            enhancer.setSuperclass(target.getClass());
            // 3.//设置回调函数，即一个方法拦截
            enhancer.setCallback(this);
            // 4.创建代理:
            return (A) enhancer.create();
        }
    
        /**
         * 回调函数
         * @param proxy 代理对象
         * @param method 委托类方法
         * @param args 方法参数
         * @param methodProxy 每个被代理的方法都对应一个MethodProxy对象，
         *                    methodProxy.invokeSuper方法最终调用委托类(目标类)的原始方法
         * @return
         * @throws Throwable
         */
        @Override
        public Object intercept(Object proxy, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
       //过滤不需要该业务的方法
          if("execute".equals(method.getName())) {
              //调用前验证权限(动态添加其他要执行业务)
              AuthCheck.authCheck();
    
              //调用目标对象的方法(执行A对象即被代理对象的execute方法)
              Object result = methodProxy.invokeSuper(proxy, args);
    
              //记录日志数据(动态添加其他要执行业务)
              Report.recordLog();
    
              return result;
          }else if("delete".equals(method.getName())){
              //.....
              return methodProxy.invokeSuper(proxy, args);
          }
          //如果不需要增强直接执行原方法
          return methodProxy.invokeSuper(proxy, args);
    
        }
    }

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