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肝一肝设计模式【七】-- 代理模式

老六说编程 2024-06-14 18:01:02

简介肝一肝设计模式【七】-- 代理模式

系列文章目录

肝一肝设计模式【一】-- 单例模式传送门
肝一肝设计模式【二】-- 工厂模式传送门
肝一肝设计模式【三】-- 原型模式传送门
肝一肝设计模式【四】-- 建造者模式传送门
肝一肝设计模式【五】-- 适配器模式传送门
肝一肝设计模式【六】-- 装饰器模式传送门

文章目录

系列文章目录
前言
一、什么是代理模式
二、静态代理
三、动态代理
- 1. JDK动态代理
- 2. CGLib动态代理
写在最后

前言

本节我们继续分析设计模式中的结构型模式，前文中我们已经分析了适配器模式和装饰器模式，本节我们来学习一下——代理模式。

一、什么是代理模式

代理模式(Proxy Pattern)，用于在对象之间提供间接访问，在代理模式中，代理对象充当了原始对象的代表，以控制对原始对象的访问。

代理模式的主要角色：

抽象主题（Subject）：定义了代理类和原始类之间的公共接口，以便代理类可以替代原始类。抽象主题通常是一个接口或抽象类，其中定义了原始对象和代理对象需要实现的方法。
具体主题（Real Subject）：是代理模式中的原始对象，代理类所代表的对象。具体主题实现了抽象主题中定义的接口，是真正执行业务逻辑的对象。
代理（Proxy）：代理是客户端访问具体主题的中介。代理对象与具体主题实现相同的接口，并保存具体主题的引用。当客户端向代理对象发送请求时，代理对象会将请求转发给具体主题，并可以在请求前后添加额外的逻辑。

概念了解了以后，其实不难理解，生活当中就有很多代理模式的样例，举个栗子，韩梅梅和李雷是同学，韩梅梅饿了但又不想自己出去吃饭，就想让李雷去买回来。
在这里插入图片描述

这里李雷就相当于是代理角色。

二、静态代理

代理模式又分为静态代理和动态代理，先说静态代理

写下代码：

先定义一个顶层接口，定义买饭这件事

public interface IPerson {
	void findFood();
}

韩梅梅饿了要吃饭

public class HanMeiMei implements IPerson {
	@Override
	public void findFood() {
		System.out.println("韩梅梅饿了想找点吃的");
	}
}

但韩梅梅有点懒，想让李雷帮忙买回来

public class LiLei implements IPerson {
	
	private HanMeiMei hanMeiMei;
	
	public LiLei(HanMeiMei hanMeiMei) {
		this.hanMeiMei = hanMeiMei;
	}

	@Override
	public void findFood() {
		System.out.println("李雷接到韩梅梅的电话");
		hanMeiMei.findFood();
		System.out.println("李雷帮韩梅梅买点吃的回来");
	}
}

测试一下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        LiLei liLei = new LiLei(new HanMeiMei());
        liLei.findFood();
    }
}

静态代理是在编译时就已经确定代理关系的代理模式。它需要为每个原始对象编写一个代理类，代理类与原始类实现相同的接口，以便可以通过代理类访问原始对象。在代理类中，可以通过调用原始对象的方法来实现对原始对象的访问，并可以在方法前后添加额外的逻辑。

三、动态代理

上述场景里，韩梅梅的主要诉求是饿了想吃饭，如果当时李雷没联系上，就还得联系别人，代码角度就还需要新增一个代理类，这样的话显然使用静态代理就不太适合了，目的是买到食物，具体谁来买其实并不重要，这就引申出来动态代理的概念。

在Java中，目前普遍使用的是JDK动态代理和CGLib动态代理

1. JDK动态代理

JDK动态代理是指使用Java内置的反射机制来动态生成代理对象的一种代理模式实现方式。

JDK动态代理需要满足以下两个条件：

被代理类必须实现至少一个接口。
代理类必须实现InvocationHandler接口。

InvocationHandler接口中只定义了一个方法invoke()，这个方法会在代理对象调用方法时被自动调用。在invoke()方法中，我们可以根据方法名和参数类型等信息，决定是否要将方法调用转发给被代理对象，或者在调用前后添加一些额外的逻辑。

我们来修改下代码：

首先先修改一下代理类

public class WaiMai implements InvocationHandler {

	private HanMeiMei hanMeiMei;

    public WaiMai(HanMeiMei hanMeiMei) {
        this.hanMeiMei = hanMeiMei;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("拿起手机");
        Object result = method.invoke(hanMeiMei, args);
        System.out.println("在外卖平台下单，小哥开始配送");
        return result;
    }
}

测试一下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        HanMeiMei hanMeiMei = new HanMeiMei();
        IPerson proxyPerson = (IPerson) Proxy.newProxyInstance(
            hanMeiMei.getClass().getClassLoader(),
            hanMeiMei.getClass().getInterfaces(),
            new WaiMai(hanMeiMei)
        );
        proxyPerson.findFood();
    }
}

newProxyInstance()方法会动态生成一个代理类，该方法有三个参数:

ClassLoader：生成一个类, 这个类也需要加载到方法区中, 因此需要指定ClassLoader来加载该类
Class[] interfaces：要实现的接口
InvocationHandler：调用处理器

2. CGLib动态代理

CGLib动态代理是指使用CGLib库来动态生成代理对象的一种代理模式实现方式。
相比于JDK动态代理，它可以代理没有实现任何接口的类，因为它是通过继承被代理类来生成代理对象的。

CGLib动态代理的实现过程是：通过ASM字节码框架直接将代理对象类的class文件加载到JVM中，修改其字节码生成子类，子类重写父类中的方法，并在重写的方法中增加了我们定义的逻辑。最后，生成一个新的代理对象子类的class文件，然后通过反射机制来创建代理对象。

修改下代码：

首先修改一下代理类，不在需要实现顶层接口

public class HanMeiMei {
	public void findFood() {
		System.out.println("韩梅梅饿了想找点吃的");
	}
}

先新增一个实现MethodInterceptor接口的实现类

public class WaiMai implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("拿起手机");
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
        System.out.println("在外卖平台下单，小哥开始配送");
        return result;
    }
}

测试一下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(HanMeiMei.class);
        enhancer.setCallback(new WaiMai());

        HanMeiMei proxyHanMeiMei = (HanMeiMei) enhancer.create();
        proxyHanMeiMei.findFood();
    }
}

CGLib动态代理，可以选择使用反射调用或者FastClass机制调用，默认情况下会使用反射调用，如果需要使用FastClass机制调用，则需要通过设置Enhancer类的useFastClass属性来开启。

使用FastClass机制：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(HanMeiMei.class);
        enhancer.setCallback(new WaiMai());

		enhancer.setUseFactory(false);  // 禁用缓存，强制使用FastClass机制
        enhancer.setUseFastClass(true); // 开启FastClass机制

        HanMeiMei proxyHanMeiMei = (HanMeiMei) enhancer.create();
        proxyHanMeiMei.findFood();
    }
}

使用FastClass机制调用时，CGLib会通过ASM字节码框架生成一个FastClass类，该类中包含被代理类中方法的索引和对应的方法调用代码，这样在调用代理类的方法时，就可以直接使用FastClass类中对应方法的调用代码，避免了反射调用的开销。
需要注意的是，使用FastClass机制调用虽然能够提高代理类的性能，但也会增加代理类生成的时间和内存开销。

上文所描述的是CGLib 3.0.0 版本之前，想开启 FastClass 机制，需要手动调用setUseFastClass()方法来设置。
CGLib 3.0.0 版本开始默认启用 FastClass 机制，无需调用setUseFastClass()方法。