代理模式及其应用

代理模式是一种应用十分广泛的结构型模式，在spring中，就有使用了代理模式，今天我们来总结一下代理模式，主要分析其原理，还有在特定场景下是怎样应用的。

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。

注意：与适配器模式的区别，适配器模式主要改变所考虑对象的接口，而代理模式不能改变所代理类的接口。与装饰器模式的区别，装饰器模式是为了增强功能，代理模式是为了加以控制。

我们来看一个例子：

我们创建一个image接口来抽象display这一行为，然后通过proxyImage来获取要加载的图像并显示。

1.创建接口代码：

public interface Image {
   void display();
}

2.创建实体类（被代理类也叫真实类）：

public class RealImage implements Image {

   private String fileName;

   public RealImage(String fileName){
      this.fileName = fileName;
      loadFromDisk(fileName);
   }

   @Override
   public void display() {
      System.out.println("Displaying " + fileName);
   }

   private void loadFromDisk(String fileName){
      System.out.println("Loading " + fileName);
   }
}

3.创建代理类：

public class ProxyImage implements Image{

   private RealImage realImage;   //持有一个指向真实类的引用
   private String fileName;

   public ProxyImage(String fileName){
      this.fileName = fileName;
   }

   @Override
   public void display() {   //这里实现了对图片的延时加载，在代理类被执行的时候，图片才加载到内存
      if(realImage == null){
         realImage = new RealImage(fileName);
      }
      realImage.display();
   }
}

4.调用类：

public class ProxyPatternDemo {
    
   public static void main(String[] args) {
      Image image = new ProxyImage("1.jpg");

      //图像将从磁盘加载
      image.display(); 
      System.out.println("");
      //图像将不从磁盘加载
      image.display();     
   }
}

注：以上摘抄自http://www.runoob.com/design-pattern/proxy-pattern.html

5.应用：

在数据库连接池当中，数据库的连接在整个应用的启动期间，几乎是不关闭的。

但我们在编写代码的时候，即使用到了连接池，也会去执行connection.close()方法，这样频繁的关闭创建连接，十分的浪费资源，这就带来了问题，我们执行close() 方法，真的是关闭了这个连接吗？

我们以c3p0连接池为例，研究一下里面到底是如何执行close()方法的：

首先，我们先看一下在ComboPooledDataSource中取得的数据库连接是什么东西：

import java.beans.PropertyVetoException;
import java.sql.SQLException;

/**
 * Created by jy on 2018/3/27.
 */
public class c3p0Test {
    public static void main(String[] args) throws SQLException, PropertyVetoException {
        ComboPooledDataSource comboPooledDataSource = new ComboPooledDataSource();
        comboPooledDataSource.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
        comboPooledDataSource.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/qingguodb?characterEncoding=utf-8");
        comboPooledDataSource.setPassword("root");
        comboPooledDataSource.setUser("root");
        System.out.println(comboPooledDataSource.getConnection().getClass());
    }
}

我们看一下执行结果：

我们来看一下这个类的层次结构：

可以看到，这个类实现了Connection接口。也就是connection的代理类，我们看一下这个类中的close() 方法：

public final class NewProxyConnection implements Connection, C3P0ProxyConnection
{
    protected Connection inner;
    //....
public synchronized void close() throws SQLException
    {
        try
        {
            if (! this.isDetached())
            {
                NewPooledConnection npc = parentPooledConnection;
                this.detach();
                npc.markClosedProxyConnection( this, txn_known_resolved );   //同步确认连接关闭
                this.inner = null;    //直接置为null，并没有调用inner.close()
                          //.....
            }
    }

我们看到代码中是直接把newProxyConnection中的属性inner直接置为空，并没有close 真正的connection，所以，我们可以知道，在数据库连接池C3P0中，底层通过使用了代理模式，生成代理类，来管理真正的数据库连接，当我们执行close()方法时，实际上是执行了代理类的close（）方法，并不会真正的关闭数据库连接。

我们上面总结的代理模式的代理类是硬编码的，一般来说，代理类持有一个被代理类的对象的引用，我们关心的业务逻辑，放在代理类中去执行，如果有大量的类需要被代理，那我们是不是就要写大量对应的代理类呢？于是，上面这个称作是静态代理，那对应的就有动态代理。我们来看看一下什么是动态代理。

在java的动态代理机制中，有一个重要的接口：InvocationHandler接口，它为每个代理类都关联了一个handler，当我们通过代理对象调用一个方法的时候，就会被转发到InvocationHandler这个接口的invoke方法来进行调用，我们来看看这个方法：

Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

其中：proxy指的是代理对象，method指的我们要调用被代理对象的某个方法，args指的是调用被代理对象方法时需要传入的参数。

我们来通过一个例子看看到底如何实现动态代理：

1.定义主题接口：

public interface Subject {
    void sayHello();
}

2.定义真实主题（被代理的类）：

public class RealSubject implements Subject{

    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("hello world");
    }
}

3.定义代理生成工厂：

public class ProxyFactory{

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

    //为目标对象赋值
    public ProxyFactory(Object target){
        this.target=target;
    }

    //给目标对象生成代理对象
    public Object getProxyInstance(){
        //传入被代理类的类加载器，被代理类实现的接口中的方法，需要添加的业务逻辑，返回一个代理类
        return Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        //目标对象执行前加入业务逻辑
                        System.out.println("我要开始说话了：");
                        //执行目标对象方法
                        Object value = method.invoke(target, args);
                        //目标对象执行后加入逻辑
                        System.out.println("我说完了");
                        return value;
                    }
                }
        );
    }

}

4.调用函数：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Subject realSubject = new RealSubject();
        ((Subject)new ProxyFactory(realSubject).getProxyInstance()).sayHello();
    }
}

我们看一下输出：

我们发现，在执行sayHello()前后的业务都被织入了进去。原来这就是spring aop的简单实现。

关于代理模式我想就总结到这里，至于动态代理的实现原理及实现方式，这些内容与代理模式本身没有多大的关联，我想放到下一片文章中去总结。