Java学习——代理模式

Java中的三种代理模式

一，什么是代理模式？

　　代理模式是一种设计模式，简单的来说就是在不改变源码的情况下，实现对目标对象的功能扩展。

　　比如有个歌手对象叫Singer,这个对象有一个唱歌方法叫sing()

public class Singer {
    public void sing() {
        System.out.println("唱一首歌！");
    }
}

　　　假如你希望你的歌手还能做其他的事，比如打招呼

public class Singer {
    public void sing() {
        System.out.println("打招呼！");
        System.out.println("唱一首歌！");
        System.out.println("谢谢大家！");
    }
}

　　但是又不能直接修改源代码，希望原来的对象还是保持着原来的代码，或许有时候你提供的是一个但是往往你又不能直接对源代码进行修改，可能是你希望原来的对象还保持原来的样子，又或许你提供的只是一个可插拔的插件，甚至你有可能都不知道你要对哪个目标对象进行扩展。这时就需要用到java的代理模式了。网上好多用生活中的经理人的例子来解释“代理”，看似通俗易懂，但我觉得不适合程序员去理解。程序员应该从代码的本质入手。

二，Java中的三种代理模式

　（1)静态代理　

public interface ISinger {
    void sing();
}

/**
 *  目标对象实现了某一接口
 */
public class Singer implements ISinger{
    public void sing(){
        System.out.println("唱一首歌");
    }  
}

/**
 *  代理对象和目标对象实现相同的接口
 */
public class SingerProxy implements ISinger{
    // 接收目标对象，以便调用sing方法
    private ISinger target;
    public UserDaoProxy(ISinger target){
        this.target=target;
    }
    // 对目标对象的sing方法进行功能扩展
    public void sing() {
        System.out.println("向观众问好");
　　　　　//目标对象实现的方法
        target.sing();
        System.out.println("谢谢大家");
    }
}

/**
 * 测试类
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //目标对象
        ISinger target = new Singer();
        //代理对象
        ISinger proxy = new SingerProxy(target);
        //执行的是代理的方法
        proxy.sing();
    }
}

　　总结：其实这里做的事情无非就是，创建一个代理类SingerProxy，继承了ISinger接口并实现了其中的方法。只不过这种实现特意包含了目标对象的方法，正是这种特征使得看起来像是“扩展”了目标对象的方法。假使代理对象中只是简单地对sing方法做了另一种实现而没有包含目标对象的方法，也就不能算作代理模式了。所以这里的包含是关键。

　　缺点：这种实现方式很直观也很简单，但其缺点是代理对象必须提前写出，如果接口层发生了变化，代理对象的代码也要进行维护。如果能在运行时动态地写出代理对象，不但减少了一大批代理类的代码，也少了不断维护的烦恼，不过运行时的效率必定受到影响。这种方式就是接下来的动态代理。

（2）动态代理

跟静态代理的前提一样，依然是对Singer对象进行扩展

public interface ISinger {
    void sing();
}

/**
 *  目标对象实现了某一接口
 */
public class Singer implements ISinger{
    public void sing(){
        System.out.println("唱一首歌");
    }  
}

这回直接上测试，由于java底层封装了实现细节（之后会详细讲），所以代码非常简单，格式也基本上固定。

调用Proxy类的静态方法newProxyInstance即可，该方法会返回代理类对象

static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h )

接收的三个参数依次为:

• ClassLoader loader：指定当前目标对象使用类加载器，写法固定
• Class<?>[] interfaces：目标对象实现的接口的类型，写法固定
• InvocationHandler h：事件处理接口，需传入一个实现类，一般直接使用匿名内部类

测试代码

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
 　　　  Singer target = new Singer();
        ISinger proxy  = (ISinger) Proxy.newProxyInstance(
　　　　　　　　   //目标对象的类加载器
                target.getClass().getClassLoader(),
　　　　　　　　　　//目标对象实现的接口集合
                target.getClass().getInterfaces(),
　　　　　　　　　　//事件处理接口,需要传入一个实现类，一般直接使用匿名内部类
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("向观众问好");
//执行目标对象方法
                        Object returnValue = method.invoke(target, args);
                        System.out.println("谢谢大家");
return returnValue;
                    }
                });
        proxy.sing();
    }
}

总结：以上代码只有标黄的部分是需要自己写出，其余部分全都是固定代码。由于java封装了newProxyInstance这个方法的实现细节，所以使用起来才能这么方便，具体的底层原理将会在下一小节说明。

缺点：可以看出静态代理和JDK代理有一个共同的缺点，就是目标对象必须实现一个或多个接口，加入没有，则可以使用Cglib代理。

3.Cglib代理

前提条件：

• 需要引入cglib的jar文件，由于Spring的核心包中已经包括了Cglib功能，所以也可以直接引入spring-core-3.2.5.jar
• 目标类不能为final
• 目标对象的方法如果为final/static，那么就不会被拦截，即不会执行目标对象额外的业务方法

/**
 * 目标对象,没有实现任何接口
 */
public class Singer{

    public void sing() {
        System.out.println("唱一首歌");
    }
}

/**
 * Cglib子类代理工厂
 */
public class ProxyFactory implements MethodInterceptor{
    // 维护目标对象
    private Object target;
　　//传进来目标对象
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    // 给目标对象创建一个代理对象
    public Object getProxyInstance(){
        //1.工具类
        Enhancer en = new Enhancer();
        //2.设置父类
        en.setSuperclass(target.getClass());
        //3.设置回调函数
        en.setCallback(this);
        //4.创建子类(代理对象)
        return en.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("向观众问好");
//执行目标对象的方法
        Object returnValue = method.invoke(target, args);
        System.out.println("谢谢大家");
return returnValue;
    }
}

这里的代码也非常固定，只有标黄部分是需要自己写出

测试

/**
 * 测试类
 */
public class Test{
    public static void main(String[] args){
        //目标对象
        Singer target = new Singer();
        //代理对象
        Singer proxy = (Singer)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        //执行代理对象的方法
        proxy.sing();
    }
} 

总结：三种代理模式各有优缺点和相应的适用范围，主要看目标对象是否实现了接口。

三，相关面试题

（1）写一个ArrayList的动态代理类（笔试题）？

package com.itheima;
/**
 * 写一个ArrayList动态代理类
 * @author 12428
 *
 */

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        final List<String> list=new ArrayList<String>();
        
        List<String> proxyInstance=(List<String>) Proxy.newProxyInstance(
                list.getClass().getClassLoader(), 
                list.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        
                        return method.invoke(list, args);
                    }
                });
        proxyInstance.add("您好！");
        System.out.println(list);
    }
}

　　运行结果：

   

（2）动静态代理的区别，在什么情况下使用？

　　静态代理通常是代理一个类，动态代理是代理一个接口下的多个实现类。

　　静态代理通常需要知道要代理是什么，而动态代理不知到代理的是什么，只有在运行的时候才知道。

　　动态代理实现的是JDK里面的InvocationHandler接口中的invoke方法，但是注意动态代理实现的是接口，也就是你的目标类实现的接口,通过Proxy类的静态方法newProxyInstance()方法得到代理对象。

　　还有一种代理是CGLIB代理，代理是类，不需要实现接口，是通过派生的子类来实现代理，通过在运行时候来动态修改字节码来达到修改类的目的。