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代理模式解析，静态代理、动态代理一文全都告诉你

软件老王

共 6472字，需浏览 13分钟

 ·

2020-11-12 22:58

Proxy Pattern

经过两个月的学习，我们的设计模式系列学习也将近到了尾声。不过设计模式这东西一时半会肯定是掌握不下来的，需要我们在后续的工作中持续的去练习。有了这方面的思维，剩下的就是靠自己刻意训练了。

今天带来的是代理模式，Proxy Pattern。这个模式想必大家都不陌生，因为 Java 程序员面试一般都会问的 Spring Aop 经过会说到动态代理，这其实就是代理模式的一种实现。不过大部分人可能都没有系统的去了解过，本文的目的就是彻底搞清楚代理模式的小99。

阅读之前也思考关于代理模式的几个问题，带着搞清楚问题的目的去学习。

带着问题出发

  1. 什么是代理模式？
  2. 静态代理？
  3. 动态代理？
  4. 常见的代理模式变种？

代理模式的介绍

代理模式： 为一个对象提供一个替身或者占位符，以控制对这个对象的访问。即通过代理对象访问目标对象。这样做的好处是：可以在目标对象实现的基础上，增强额外的功能操作，即扩展目标对象的功能。不过这里的侧重点还是在于对 “对象“ 访问的控制。

  1. 被代理的对象可以是：远程对象、创建开销大的对象或者需要安全控制的对象；
  2. 代理模式有不同的形式，主要有三种：静态代理、动态代理（JDK和Cglib）；

代理模式类图

静态代理

静态代理在使用时，需要定义接口或者父类，被代理对象（目标对象）与代理对象一起实现相同的接口或者继承相同的父类

应用实例

具体要求

  1. 定义一个接口：ITeacherDao
  2. 目前对象 TeacherDAO 实现 ITeacherDao
  3. 使用静态代理就需要在 TeacherDAOProxy 中也实现 ITeacherDao 接口
  4. 调用的时候通过调用代理对象的方法来调用目标对象
  5. 特别注意：代理对象要与目标对象实现相同的接口，然后通过调用相同的方法来调用目标对象的方法

思路分析图解（类图）

代码实现

public class Client {

 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub
  //创建目标对象(被代理对象)
  TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();
  
  //创建代理对象, 同时将被代理对象传递给代理对象
  TeacherDaoProxy teacherDaoProxy = new TeacherDaoProxy(teacherDao);
  
  //通过代理对象，调用到被代理对象的方法
  //即：执行的是代理对象的方法，代理对象再去调用目标对象的方法 
  teacherDaoProxy.teach();
 }

}
//接口
public interface ITeacherDao {
 
 void teach(); // 授课的方法
}
public class TeacherDao implements ITeacherDao {

 @Override
 public void teach() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 老师授课中  。。。。。");
 }

}
//代理对象,静态代理
public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao{
 
 private ITeacherDao target; // 目标对象，通过接口来聚合
 
 //构造器
 public TeacherDaoProxy(ITeacherDao target) {
  this.target = target;
 }

 @Override
 public void teach() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println("开始代理  完成某些操作。。。。。 ");//方法
  target.teach();
  System.out.println("提交。。。。。");//方法
 }

}

静态代理优缺点

  1. 优点：再不改变目标对象功能的前提下，能通过代理对象对目标功能扩展
  2. 缺点：很明显，因为代理对象要和目标对象实现一样的接口，所以会有很多代理类
  3. 一旦接口新增方法，目标对象和代理对象都要维护

动态代理

动态代理这块分为 JDK 动态代理和 Cglib 动态代理，我们先来看看 JDK 动态代理是怎么玩的。

JDK 动态代理

  1. 代理对象，不需要实现接口，但是目标对象要实现接口，否则不能用 JDK动态代理
  2. 代理对象的生成是利用 JDK 的 API，动态的在内存中构建代理对象

JDK 中生成代理对象的API

  1. 代理类所在的包：java.lang.reflect.Proxy
  2. JDK 实现代理只需要使用 newProxyInstance 方法，但是该方法需要接收三个参数，完整的写法是：static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)

JDK 动态代理应用实例

这里我们来将上面的例子使用 JDK 动态代理的方式 改进成代理动态。

思路图解（类图）

代码实现

public class Client {

 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub
  //创建目标对象
  ITeacherDao target = new TeacherDao();
  
  //给目标对象，创建代理对象, 可以转成 ITeacherDao
  ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
 
  // proxyInstance=class com.sun.proxy.$Proxy0 内存中动态生成了代理对象
  System.out.println("proxyInstance=" + proxyInstance.getClass());
  
  //通过代理对象，调用目标对象的方法
  //proxyInstance.teach();
  
  proxyInstance.sayHello(" tom ");
 }

}
//接口
public interface ITeacherDao {

 void teach(); // 授课方法
 void sayHello(String name);
}
public class ProxyFactory {

 //维护一个目标对象 , Object
 private Object target;

 //构造器 ， 对target 进行初始化
 public ProxyFactory(Object target) {
  
  this.target = target;
 } 
 
 //给目标对象 生成一个代理对象
 public Object getProxyInstance() {
  
  //说明
  /*
   *  public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
                                          
            //1. ClassLoader loader ： 指定当前目标对象使用的类加载器, 获取加载器的方法固定
            //2. Class[] interfaces: 目标对象实现的接口类型，使用泛型方法确认类型
            //3. InvocationHandler h : 事情处理，执行目标对象的方法时，会触发事情处理器方法, 会把当前执行的目标对象方法作为参数传入
   */
  return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), 
    target.getClass().getInterfaces(), 
    new InvocationHandler() {
     
     @Override
     public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
      // TODO Auto-generated method stub
      System.out.println("JDK代理开始~~");
      //反射机制调用目标对象的方法
      Object returnVal = method.invoke(target, args);
      System.out.println("JDK代理提交");
      return returnVal;
     }
    }); 
 }
 
}
public class TeacherDao implements ITeacherDao {

 @Override
 public void teach() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 老师授课中.... ");
 }

 @Override
 public void sayHello(String name) {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println("hello " + name);
 }
 
}

代码也很简单，如果你对这里不熟悉的话，一定要写下上面的代码感受下。

Cglib动态代理

  1. 静态代理和 JDK 动态代理都要求目标对象实现一个接口，但是有时候目标对象只是一个单独对象，并没有实现任何接口，这种情况就可以使用目标对象的子类来实现代理，这就是 Cglib代理。

  2. Cglib 代理也叫子类代理，它是通过在内存中构建一个子类对象从而实现对目标对象的扩展。

  3. Cglib 是一个强大的高性能的代码生成包，可以在运行期扩展 Java 类与实现 Java 接口，它广泛的被许多 AOP 框架使用，例如 Spring AOP，实现方法拦截。

  4. 在 AOP 编程中如何选择使用哪种动态代理呢？

    1. 目标对象实现接口，利用JDK动态代理
    2. 目标对象不需要实现接口，用Cglib实现代理

  5. Cglib 包底层是通过字节码处理框架 ASM 来转换字节并生成新的类

Cglib 动态代理实现步骤

  1. 需要引入 cglib 的 jar 包

  2. 在内存中动态创建子类，因此需要代理的类（目标对象）不能为final，否则报错:

  3. 如果被代理的对象的方法是 final/static 的，那么目标方法将不会被拦截，不会执行目标对象方法额外的业务处理，因为 final 和 static 修饰的方法 是无法被子类扩展的

应用示例

要求：将前面的例子用 Cglib 代理模式实现

思路图解（类图）

代码实现

public class Client {

 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub
  //创建目标对象
  TeacherDao target = new TeacherDao();
  //获取到代理对象，并且将目标对象传递给代理对象
  TeacherDao proxyInstance = (TeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();

  //执行代理对象的方法，触发intecept 方法，从而实现 对目标对象的调用
  String res = proxyInstance.teach();
  System.out.println("res=" + res);
 }

}
public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {

 //维护一个目标对象
 private Object target;
 
 //构造器，传入一个被代理的对象
 public ProxyFactory(Object target) {
  this.target = target;
 }

 //返回一个代理对象:  是 target 对象的代理对象
 public Object getProxyInstance() {
  //1. 创建一个工具类
  Enhancer enhancer = new Enhancer();
  //2. 设置父类
  enhancer.setSuperclass(target.getClass());
  //3. 设置回调函数
  enhancer.setCallback(this);
  //4. 创建子类对象，即代理对象
  return enhancer.create();
  
 }

 //重写  intercept 方法，会调用目标对象的方法
 @Override
 public Object intercept(Object arg0, Method method, Object[] args, MethodProxy arg3) throws Throwable {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println("Cglib代理模式 ~~ 开始");
  Object returnVal = method.invoke(target, args);
  System.out.println("Cglib代理模式 ~~ 提交");
  return returnVal;
 }

}
public class TeacherDao {

 public String teach() {
  System.out.println(" 老师授课中  ， 我是cglib代理，不需要实现接口 ");
  return "hello";
 }
}

几种常见代理模式的变体

  1. 防火墙代理

    1. 内网通过代理实现对防火墙的穿透，实现对公网的访问

  2. 缓存代理

    1. 当请求图片等文件时，先到缓存代理取，如果可以取到资源就皆大欢喜，如果取不到，再到公网或者数据库取，然后缓存

  3. 远程代理

    1. 远程对象的本地代理，通过它可以把远程对象当本地对象调用。远程代理对象通过网络协议和真正的远程对象通信

总结

本文通过类图和代码示例，对代理模式做了详细的讲解，旨在让你掌握，代理模式的定义以及面试常问的静态代理、代理代理、以及 JDK 动态代理和 Cglib 动态代理的区别以及实现方式。

全文代码，均为笔者本地跑通过的，可以直接用来测试使用。

全文完，fighting！

END/往期推荐:




1.微服务实战系列

2.springboot从入门到精通

3.java入门到精通

4.中间件等

5.程序人生

更多信息请关注公众号：「软件老王」，关注不迷路，软件老王和他的IT朋友们，分享一些他们的技术见解和生活故事。

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