Java通俗易懂系列設計模式之代理模式

目錄

前言

國內程序員好像普遍對百度都沒(méi)好感，而且百度近些年產(chǎn)生了不少負面的新聞，像16年的魏則西事件，近期的導演吳京黑白照事件，以及最近作家六六斥百度李彥宏：“你是做搜索引擎還是騙子首領(lǐng)”，還有一件就是與程序員有關(guān)的：搜索Julia語(yǔ)言，在百度和Google得出首條搜索結果的差異性而被吐槽。Google雖然受歡迎，但是在國內因內容審查問(wèn)題未解決而不能使用，如果我們要使用它就必須使用代理服務(wù)器，由于放置代理服務(wù)器的地區區域可以訪(fǎng)問(wèn)google，所以我們可以先訪(fǎng)問(wèn)代理服務(wù)器，通過(guò)代理服務(wù)器轉發(fā)我們的請求。這是現實(shí)生活中的一種代理模式的實(shí)例，當然現實(shí)生活中這種實(shí)例很不少，像明星都有助理，打官司有代理律師等等，這種思想也可以用到我們程序設計中。

介紹

在設計模式中代理模式可以分為靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理，而動(dòng)態(tài)代理根據代理的對象類(lèi)型不同又可以分為Jdk動(dòng)態(tài)代理和Cglib動(dòng)態(tài)代理。

意圖：為其他對象提供一種代理以控制對這個(gè)對象的訪(fǎng)問(wèn)。

主要解決：在直接訪(fǎng)問(wèn)對象時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題，比如說(shuō)：要訪(fǎng)問(wèn)的對象在遠程的機器上。在面向對象系統中，有些對象由于某些原因（比如對象創(chuàng )建開(kāi)銷(xiāo)很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要進(jìn)程外的訪(fǎng)問(wèn)），直接訪(fǎng)問(wèn)會(huì )給使用者或者系統結構帶來(lái)很多麻煩，我們可以在訪(fǎng)問(wèn)此對象時(shí)加上一個(gè)對此對象的訪(fǎng)問(wèn)層。

何時(shí)使用：想在訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)類(lèi)時(shí)做一些控制。

如何解決：增加中間層。

關(guān)鍵代碼：實(shí)現與被代理類(lèi)組合。

實(shí)現

近幾年中國電影行業(yè)蓬勃發(fā)展，電影攝制需要的一種特殊演員->替身，主要任務(wù)是代替影片中原演員表演某些特殊的、高難度的動(dòng)作和技能或原演員所不能勝任的驚險動(dòng)作，如武打、騎術(shù)、駕車(chē)等。拍攝的時(shí)候雖然是替身在拍攝，但是呈現在熒幕前我們觀(guān)眾卻不知道是替身而認為是明星的真實(shí)拍攝，代理模式也有這種特點(diǎn)，雖然是代理類(lèi)在完成任務(wù)，但是呈現出來(lái)的卻是真實(shí)類(lèi)的實(shí)現。接下來(lái)我們以這種生活中的實(shí)例來(lái)作示例：

公共表演接口的定義

/** 表演 */
public interface Performance {
    void act();
}

一.靜態(tài)代理

明星的實(shí)體類(lèi)

/** 明星 */
public class Actor implements Performance {
    @Override
    public void act() {
        System.out.println("明星上場(chǎng)拍功夫電影");
    }
}

替身演員的實(shí)體類(lèi)

/**
 * 替身演員
 */
public class Stuntman implements Performance {

    private Actor actor;

    @Override
    public void act() {
        if (actor == null) {
            actor = new Actor();
        }
        System.out.println("替身演員表演跳火車(chē).");
        actor.act();
        System.out.println("替身演員表演空中360°旋轉飛踢.");
    }
}

執行Demo

public class ProxyPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("------電影拍攝開(kāi)始------");
        Performance perform = new Stuntman();
        perform.act();
        System.out.println("------電影拍攝結束------");
    }
}

執行程序，輸出結果：

------電影拍攝開(kāi)始------

替身演員表演跳火車(chē).

明星上場(chǎng)拍功夫電影

替身演員表演空中360°旋轉飛踢.

二.Jdk動(dòng)態(tài)代理

1、Jdk動(dòng)態(tài)代理是由Java內部的反射機制來(lái)實(shí)現的，目標類(lèi)基于統一的接口InvocationHandler。

2、代理對象是在程序運行時(shí)產(chǎn)生的，而不是編譯期；

3、對代理對象的所有接口方法調用都會(huì )轉發(fā)到InvocationHandler.invoke()方法，在invoke()方法里我們可以加入任何邏輯，比如修改方法參數，加入日志功能、安全檢查功能等；之后我們通過(guò)某種方式執行真正的方法體，

4、對于從Object中繼承的方法，JDK動(dòng)態(tài)代理會(huì )把hashCode()、equals()、toString()這三個(gè)非接口方法轉發(fā)給InvocationHandler，其余的Object方法則不會(huì )轉發(fā)。詳見(jiàn)JDK Proxy官方文檔。

jdk動(dòng)態(tài)代理實(shí)現

public class JdkDynamicProxy implements InvocationHandler {

    private Object target;

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("替身演員表演跳火車(chē).");
        Object o = method.invoke(target, args);
        System.out.println("替身演員表演空中360°旋轉飛踢.");
        return o;
    }

    public Object bind(Object target) {
        //取得代理對象
        this.target = target;
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);
    }
}

執行Demo

public static void main(String[] args) {
     //創(chuàng  )建JDK動(dòng)態(tài)代理類(lèi)
     JdkDynamicProxy proxy = new JdkDynamicProxy();
     //綁定對象
     Performance performProxy = (Performance) proxy.bind(new Actor());
     System.out.println("------電影拍攝開(kāi)始------");
     performProxy.act();
     System.out.println("------電影拍攝結束------");
}

執行結果

------電影拍攝開(kāi)始------

替身演員表演跳火車(chē).

明星上場(chǎng)拍功夫電影

替身演員表演空中360°旋轉飛踢.

Java動(dòng)態(tài)代理為我們提供了非常靈活的代理機制，但Jdk動(dòng)態(tài)代理是基于接口的，如果對象沒(méi)有實(shí)現接口我們該如何代理呢？答案是Cglib動(dòng)態(tài)代理。

三.Cglib動(dòng)態(tài)代理

cglib動(dòng)態(tài)代理底層則是借助asm來(lái)實(shí)現的，它允許我們在運行時(shí)對字節碼進(jìn)行修改和動(dòng)態(tài)生成，cglib這種第三方類(lèi)庫實(shí)現的動(dòng)態(tài)代理應用更加廣泛，且在效率上更有優(yōu)勢。
目標類(lèi)基于統一的接口MethodInterceptor。

CGLIB的核心類(lèi)：
net.sf.cglib.proxy.Enhancer – 主要的增強類(lèi)。
net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor – 主要的方法攔截類(lèi)，它是Callback接口的子接口，需要用戶(hù)實(shí)現。
net.sf.cglib.proxy.MethodProxy – JDK的java.lang.reflect.Method類(lèi)的代理類(lèi)，可以方便的實(shí)現對源對象方法的調用。

我們要使用cglib代理必須引入cglib的jar包(package net.sf.cglib.proxy;)，我在這里使用的是spring包中cglib，其實(shí)和單獨的引cglib包是一樣的，只不過(guò)spring為了版本不沖突，將cglib包含在自己的包中。

cglib動(dòng)態(tài)代理實(shí)現：

import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;

public class CglibDynamicProxy implements MethodInterceptor {

    private Object target;

    //創(chuàng  )建代理對象
    public Object getInstance(Object target) {
        this.target = target;
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());
        // 回調方法
        enhancer.setCallback(this);
        // 創(chuàng  )建代理對象
        return enhancer.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("替身演員表演跳火車(chē).");
        Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects);
        System.out.println("替身演員表演空中360°旋轉飛踢.");
        return result;
    }
}

執行Demo

public static void main(String[] args) {
       CglibDynamicProxy cglibProxy = new CglibDynamicProxy();
        Performance userService = (Performance) cglibProxy.getInstance(new Actor());
        System.out.println("------電影拍攝開(kāi)始------");
        userService.act();
        System.out.println("------電影拍攝結束------");
    }

執行結果

------電影拍攝開(kāi)始------

替身演員表演跳火車(chē).

明星上場(chǎng)拍功夫電影

替身演員表演空中360°旋轉飛踢.

總結

1、通過(guò)以上的例子我們可以發(fā)現代理模式的特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

• 職責清晰。
• 高擴展性。
• 智能化。

缺點(diǎn)：

• 由于在客戶(hù)端和真實(shí)主題之間增加了代理對象，因此有些類(lèi)型的代理模式可能會(huì )造成請求的處理速度變慢。
• 實(shí)現代理模式需要額外的工作，有些代理模式的實(shí)現非常復雜。

2、Jdk動(dòng)態(tài)代理和Cglib動(dòng)態(tài)代理的區別：

• JDK的動(dòng)態(tài)代理機制只能代理實(shí)現了接口的類(lèi)，而不能實(shí)現接口的類(lèi)就不能實(shí)現JDK的動(dòng)態(tài)代理。
• cglib是針對類(lèi)來(lái)實(shí)現代理的，他的原理是對指定的目標類(lèi)生成一個(gè)子類(lèi)，并覆蓋其中方法實(shí)現增強，但因為采用的是繼承，所以不能對final修飾的類(lèi)進(jìn)行代理。同樣的，final方法是不能重載的，所以也不能通過(guò)CGLIB代理，遇到這種情況不會(huì )拋異常，而是會(huì )跳過(guò)final方法只代理其他方法。
• JDK動(dòng)態(tài)代理是Java原生支持的，不需要任何外部依賴(lài)，但是它只能基于接口進(jìn)行代理；CGLIB通過(guò)繼承的方式進(jìn)行代理，無(wú)論目標對象有沒(méi)有實(shí)現接口都可以代理，但是無(wú)法處理final的情況。
• 和適配器模式的區別：適配器模式主要改變所考慮對象的接口，而代理模式不能改變所代理類(lèi)的接口。
• 和裝飾器模式的區別：裝飾器模式為了增強功能，而代理模式是為了加以控制。

以上就是Java通俗易懂系列設計模式之代理模式的詳細內容，更多關(guān)于Java設計模式的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！