Java 代理模式

栏目: IT技术 · 发布时间: 4年前

内容简介：被问到了，就补一下。在Java中存在几种代理模式：本文将一一介绍

被问到了，就补一下。

简述代理模式

代理是英文(Proxy)翻译过来的，在我们的实际生活中，最常见的代理模式应该是朋友圈中的微商了。在起初的时候，厂商直接对标顾客，没有微商在中间赚差价，结构就是如图。

之后慢慢的微商汇总了优质资源，顾客没必要自己去挑厂商货比三家，只需要从微商那里买就行了。所有就有了如下的结构：

而程序设计都是从生活中的实例出现的，所以 Java 中也产生了代理模式。

在Java中存在几种代理模式：

静态代理
动态代理

本文将一一介绍

静态代理

当我们看到了微商不厌其烦刷朋友圈的广告，耐不住优惠从微商那里买了一双，微商可能还会向我们推一些别的优惠活动之类的，那么这个过程我们用代码模拟一下。

首先我们需要有一个鞋子的接口，通用的接口是代理模式实现的基础。定义一个sell接口，代表鞋子可以被卖出去的能力。

package com.proxy.weishang;

// 定义鞋子接口
public interface Shoes {
    void sell();
}

然后再来一个真正的鞋子类，需要实现Shoes的接口

package com.proxy.weishang;

// 真正的鞋子类
public class RealShoes implements Shoes {
    @Override
    public void sell() {
        System.out.println("卖出了一双鞋子哦，美汁汁~");
    }
}

和一个代理类(微商类)

package com.proxy.weishang;

// 微商 代理
public class MicroSell implements Shoes {
    RealShoes realShoes;

    public MicroSell(RealShoes realShoes) {
        this.realShoes = realShoes;
    }

    public void setRealShoes(RealShoes realShoes) {
        this.realShoes = realShoes;
    }


    @Override
    public void sell() {
        beforeSell();
        realShoes.sell();
        afterSell();
    }

    public void beforeSell() {
        System.out.println("买之前宣传：帅哥，买双鞋子吗？高仿阿迪199两双");
    }

    public void afterSell() {
        System.out.println("买之后推销：帅哥，再来双高仿耐克？");
    }
}

接下来我们测试下

package com.proxy;

import com.proxy.weishang.MicroSell;
import com.proxy.weishang.RealShoes;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        MicroSell microSell = new MicroSell(new RealShoes());
        microSell.sell();
    }
}

Java 代理模式在微商卖出鞋子的前后，执行了 beforeSell 和 afterSell 疯狂推销，那么使用代理模式的好处就在于这，从之前最基本的厂商对顾客，鞋子只有单一的sell能力，而使用代理模式之后，我们并没有改变鞋子的sell能力就可以对其进行功能的拓展和附加。

总结一下静态代理的优点：

无需修改被代理的对象
无损拓展功能
解耦合

缺点当然也存在：

要为每一个接口实现代理类，一旦接口增加方法，目标对象与代理对象都要维护。

动态代理

动态代理也是代理，他和静态代理的功能和目的是没有区别的，唯一的区别就在于动态代理是动态生成的，省去为接口实现代理类的操作。

何为动态生成

其实就是Java在内存中创建了一个实现接口的代理，而不需要我们自己定义。多说无益，看代码

我们仍然使用微商的例子来进行讲解。当微商想卖你莆田耐克的时候：

package com.proxy.dynamicProxy;

// 定义鞋子接口
public interface Shoes {
    void sell();
}

package com.proxy.dynamicProxy;

// Nike鞋
public class NikeShoes implements Shoes {
    @Override
    public void sell() {
        System.out.println("卖出去一双莆田耐克，美滋滋~");
    }
}

package com.proxy.dynamicProxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class dynamicMicroSell implements InvocationHandler {
    Object shoes;

    public dynamicMicroSell(Object shoes) {
        this.shoes = shoes;
    }

    public void setShoes(Object shoes) {
        this.shoes = shoes;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("推销前：美女莆田阿迪来一双？");
        method.invoke(shoes, args);
        System.out.println("推销后：耐克要吗？");
        return null;
    }
}

测试下

package com.proxy;

import com.proxy.dynamicProxy.AdidasShoes;
import com.proxy.dynamicProxy.NikeShoes;
import com.proxy.dynamicProxy.Shoes;
import com.proxy.dynamicProxy.dynamicMicroSell;

import java.lang.reflect.Proxy;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        NikeShoes nikeShoes = new NikeShoes();
        dynamicMicroSell nikeSeller = new dynamicMicroSell(nikeShoes);
        Shoes nikeProxy = (Shoes) Proxy.newProxyInstance(NikeShoes.class.getClassLoader(), NikeShoes.class.getInterfaces(), nikeSeller);
        nikeProxy.sell();
    }
}

Java 代理模式可以看到我并没有像静态代理那样重新实现一个代理类，而是实现了 InvocationHandler 接口的invoke方法实现的代理。通过 Proxy.newProxyInstance() 创建了一个代理类来执行sell方法。

先不说InvocationHandler到底是什么东西，我们此时如果想要拓展一个阿迪鞋子的接口，应该怎么用动态代理实现？很简单，新建一个AdidasShoes还是实现Shoes接口

package com.proxy.dynamicProxy;

public class AdidasShoes implements Shoes {
    @Override
    public void sell() {
        System.out.println("卖出去一双莆田阿迪，美滋滋~");
    }
}

其他不需要变化，在main中通过dynamicMicroSell和Proxy.newProxyInstance()动态生成代理类就可以了

package com.proxy;

import com.proxy.dynamicProxy.AdidasShoes;
import com.proxy.dynamicProxy.NikeShoes;
import com.proxy.dynamicProxy.Shoes;
import com.proxy.dynamicProxy.dynamicMicroSell;

import java.lang.reflect.Proxy;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        NikeShoes nikeShoes = new NikeShoes();
        dynamicMicroSell nikeSeller = new dynamicMicroSell(nikeShoes);
        Shoes nikeProxy = (Shoes) Proxy.newProxyInstance(NikeShoes.class.getClassLoader(), NikeShoes.class.getInterfaces(), nikeSeller);
        nikeProxy.sell();

        AdidasShoes adidasShoes = new AdidasShoes();
        dynamicMicroSell adidasSeller = new dynamicMicroSell(adidasShoes);
        Shoes adidasProxy = (Shoes) Proxy.newProxyInstance(AdidasShoes.class.getClassLoader(), NikeShoes.class.getInterfaces(), adidasSeller);
        adidasProxy.sell();

    }
}

运行如图

动态代理的优点是很明显的，它不需要为每一个接口都创建代理类，大大减少重复工作。

动态代理的秘密

在我们使用静态代理的时候，是通过 new MicroSell() 创建代理实例，动态代理肯定也有创建实例的动作，要找到在哪里创建了代理实例，我们需要跟进到Proxy.newProxyInstance()一探究竟

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                      Class<?>[] interfaces,
                                      InvocationHandler h)
    throws IllegalArgumentException
{
    Objects.requireNonNull(h);

    final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
    final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
    if (sm != null) {
        checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
    }

    /*
         * Look up or generate the designated proxy class.
         */
    Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);

    /*
         * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
         */
    try {
        if (sm != null) {
            checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
        }

        final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
        final InvocationHandler ih = h;
        if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
            AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
                public Void run() {
                    cons.setAccessible(true);
                    return null;
                }
            });
        }
        return cons.newInstance(new Object[]{h});
    } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
        throw new InternalError(e.toString(), e);
    } catch (InvocationTargetException e) {
        Throwable t = e.getCause();
        if (t instanceof RuntimeException) {
            throw (RuntimeException) t;
        } else {
            throw new InternalError(t.toString(), t);
        }
    } catch (NoSuchMethodException e) {
        throw new InternalError(e.toString(), e);
    }
}

可以看到通过cl这个class反射调用其构造函数返回了一个实例

private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
                                       Class<?>... interfaces) {
    if (interfaces.length > 65535) {
        throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
    }

    // If the proxy class defined by the given loader implementing
    // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
    // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
    return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
}

直接通过缓存获取，如果获取不到，注释说会通过 ProxyClassFactory 生成。

private static final class ProxyClassFactory
    implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
{
    // prefix for all proxy class names
    private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";

    // next number to use for generation of unique proxy class names
    private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();

    @Override
    public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {

        Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
        for (Class<?> intf : interfaces) {
            /*
                 * Verify that the class loader resolves the name of this
                 * interface to the same Class object.
                 */
            Class<?> interfaceClass = null;
            try {
                interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
            } catch (ClassNotFoundException e) {
            }
            if (interfaceClass != intf) {
                throw new IllegalArgumentException(
                    intf + " is not visible from class loader");
            }
            /*
                 * Verify that the Class object actually represents an
                 * interface.
                 */
            if (!interfaceClass.isInterface()) {
                throw new IllegalArgumentException(
                    interfaceClass.getName() + " is not an interface");
            }
            /*
                 * Verify that this interface is not a duplicate.
                 */
            if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
                throw new IllegalArgumentException(
                    "repeated interface: " + interfaceClass.getName());
            }
        }

        String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in
        int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;

        /*
             * Record the package of a non-public proxy interface so that the
             * proxy class will be defined in the same package.  Verify that
             * all non-public proxy interfaces are in the same package.
             */
        for (Class<?> intf : interfaces) {
            int flags = intf.getModifiers();
            if (!Modifier.isPublic(flags)) {
                accessFlags = Modifier.FINAL;
                String name = intf.getName();
                int n = name.lastIndexOf('.');
                String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));
                if (proxyPkg == null) {
                    proxyPkg = pkg;
                } else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {
                    throw new IllegalArgumentException(
                        "non-public interfaces from different packages");
                }
            }
        }

        if (proxyPkg == null) {
            // if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package
            proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
        }

        /*
             * Choose a name for the proxy class to generate.
             */
        long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
        String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;

        /*
             * Generate the specified proxy class.
             */
        byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
            proxyName, interfaces, accessFlags);
        try {
            return defineClass0(loader, proxyName,
                                proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
        } catch (ClassFormatError e) {
            /*
                 * A ClassFormatError here means that (barring bugs in the
                 * proxy class generation code) there was some other
                 * invalid aspect of the arguments supplied to the proxy
                 * class creation (such as virtual machine limitations
                 * exceeded).
                 */
            throw new IllegalArgumentException(e.toString());
        }
    }
}

可知代理类名为 String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num ，即 包名+$Proxy+id序号

生成代理类的核心代码

byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces, accessFlags);
return defineClass0(loader, proxyName,proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);

Java 代理模式

通过修改Java字节码的形式定义class，这就是动态代理自动生成的秘密。来看下动态代理的类名

总结

代理模式被运用于spring框架的aop面向切面编程中，个人业务需求可以应用在日志记录、性能统计等场景中。

最后几句话总结下：

代理模式的好处在于不修改现有代码的基础上进行拓展功能
不管是动态还是静态代理都要实现接口，本质是面向接口编程
静态代理需要自己实现Proxy类，动态由Proxy.newInstance()反射动态生成
两者区别在于是否需要自己手动实现Proxy类

文笔垃圾，措辞轻浮，内容浅显，操作生疏。不足之处欢迎大师傅们指点和纠正，感激不尽。

以上所述就是小编给大家介绍的《Java 代理模式》，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对码农网的支持！

查看所有标签

猜你喜欢:

本站部分资源来源于网络，本站转载出于传递更多信息之目的，版权归原作者或者来源机构所有，如转载稿涉及版权问题，请联系我们。

码农书籍

Building Web Reputation Systems

Randy Farmer、Bryce Glass / Yahoo Press / 2010 / GBP 31.99

What do Amazon's product reviews, eBay's feedback score system, Slashdot's Karma System, and Xbox Live's Achievements have in common? They're all examples of successful reputation systems that enable ......一起来看看《Building Web Reputation Systems》这本书的介绍吧!

码农工具