内容简介:思考抽象问题最好的办法就是具体化!比如我们需要为一个业务方法在执行前后记录日志,为了达到解耦的目的,我们可以再新建一个类并定义一个新的业务方法,该方法既可以调用原业务方法,又可以在调用前后进行日志处理,例如:代理模式的应用很多,比如Spring容器的延迟加载,AOP增强处理等。
如何理解代理模式?
思考抽象问题最好的办法就是具体化!
比如我们需要为一个业务方法在执行前后记录日志,为了达到解耦的目的,我们可以再新建一个类并定义一个新的业务方法,该方法既可以调用原业务方法,又可以在调用前后进行日志处理,例如:
CarProxy.class public void move() { System.out.println("日志开始记录...."); new Car().move(); System.out.println("日志记录完成...."); }
代理模式的应用很多,比如Spring容器的延迟加载,AOP增强处理等。
一、静态代理
静态代理是由 程序员 创建或 工具 生成代理类的源码,再编译代理类。
所谓静态也就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件,代理类和委托类的关系在运行前就确定了。
一句话,自己手写代理类就是静态代理。
基于继承的静态代理
目标对象:定义一个普通方法
public class Car { public void move() { System.out.println("1.汽车开始跑步"); System.out.println("2.汽车跑到了终点"); } }
代理对象:主要作用是继承目标对象,进行增强处理,并使用关键字super调用父类方法。
public class CarProxy extends Car { @Override public void move() { System.out.println("日志开始记录...."); super.move(); System.out.println("日志记录完成...."); } }
测试方法:实际上是调用代理对象的move()方法。
public static void main(String[] args) { Car car = new CarProxy(); car.move(); }
基于接口的静态代理
共同接口:定义一个普通的接口方法
public interface Moveable { void move(); }
目标对象:实现该接口方法。
public class Car implements Moveable { @Override public void move() { System.out.println("汽车行驶中...."); } }
代理对象:调用目标对象的方法,并在调用前后进行增强处理。
public class CarProxy implements Moveable{ private Moveable move; @Override public void move() { if(move==null){ move = new Car(); } System.out.println("开始记录日志:"); move.move(); System.out.println("记录日志结束!"); } }
测试方法:实际上是调用代理对象的move()方法。
public static void main(String[] args) throws Exception { Moveable m =new CarProxy(); m.move(); }
静态代理的优缺点
优点:
业务类只需要关注业务逻辑本身,保证了业务类的重用性。这是代理模式的共有优点。
缺点:
1)代理对象的一个接口只服务于一种类型的对象,如果要代理的类型很多,势必要为每一种类型的方法都进行代理,静态代理在程序规模稍大时就无法胜任了。
比如Car类的move()方法需要记录日志,如果还有汽车,火车,自行车类的move()方法也需要记录日志,我们都要一个个的去为它们生成代理类,太麻烦了。
2)如果接口增加一个方法,除了所有实现类需要实现这个方法外,所有代理类也需要实现此方法。显而易见,增加了代码维护的复杂度。
二、动态代理
动态代理是在实现阶段不用关心代理类,而在运行阶段才指定哪一个对象。动态代理类的源码是在程序运行期间由JVM根据反射等机制动态的生成 。
简单来说,动态代理就是交给程序去自动生成代理类。
1、JDK的动态代理
JDK动态代理实现步骤:
-
创建被代理的类以及实现的接口;
-
创建一个实现接口InvocationHandler的类,它必须实现invoke方法;
-
调用Proxy的newProxyInstance静态方法,创建一个代理类。
-
通过代理对象调用目标方法。
代码示例
共同接口
public interface Moveable { String move(); }
目标对象:正常实现接口方法
public class Car implements Moveable { @Override public String move() { return "汽车行驶中"; } }
对目标对象的增强处理:
public class LogHandler implements InvocationHandler{ private Object target; public LogHandler(Object object){ super(); this.target = object; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { //增强处理 Object o = method.invoke(target,args); //增强处理 return o; } }
实现InvocationHandler接口步骤:
-
定义含参构造方法,该参数为要代理的实例对象,目的是用于执行method.invoke()方法(也就是执行目标方法)
-
实现接口的invoke()方法,该方法用于对目标方法的增强处理,比如记录日志等。该方法的返回值就是代理对象执行目标方法的返回值。
具体参数:
-
proxy 动态生成的代理对象
-
method 目标方法的实例
-
args 目标方法的参数
测试方法:
public static void main(String[] args) { Moveable move = (Moveable) Proxy.newProxyInstance(Car.class.getClassLoader(), Car.class.getInterfaces(), new LogHandler(new Car())); System.out.println("代理对象:"+move.getClass().getName()); System.out.println("执行方法:"+move.move()); }
通过调用Proxy.newProxyInstance方法生成代理对象,具体参数有:
-
loader 目标类的类加载器
-
interfaces 目标类实现的接口
-
InvocationHandler 调用处理程序的实现对象
打印结果
代理对象:com.sun.proxy.$Proxy0
执行方法:汽车行驶中
值得一提的是,JDK动态代理针对每个代理对象都会有一个关联的调用处理程序,即实现InvocationHandler接口。当在代理对象上调用目标方法时,将对方法调用进行编码并将其分配给其实现 InvocationHandler 接口的 invoke 方法。
特点
JDK的动态代理只能代理实现了接口的类, 没有实现接口的类不能实现动态代理。
2、cglib的动态代理
引用cglib的依赖包
<dependency> <groupId>cglib</groupId> <artifactId>cglib-nodep</artifactId> <version>2.2</version> </dependency>
为了方便思考它的原理,我把执行步骤按顺序写下
public static void main(String[] args) { Enhancer enhancer = new Enhancer(); //设置父类,被代理类(这里是Car.class) enhancer.setSuperclass(Car.class); //设置回调函数 enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() { @Override public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable { //增强处理... Object o= proxy.invokeSuper(obj, args);//代理类调用父类的方法 //增强处理... return o; } }); //创建代理类并使用回调(用父类Car去引用) Car car = (Car) enhancer.create(); //执行目标方法 System.out.println(car.move()); }
方法拦截器
实现MethodInterceptor接口的intercept方法后,所有生成的代理方法都调用这个方法。
intercept方法的具体参数有:
-
obj 目标类的实例
-
method 目标方法实例(通过反射获取的目标方法实例)
-
args 目标方法的参数
-
proxy 代理类的实例
该方法的返回值就是目标方法的返回值。
特点
-
cglib的动态代理是针对类来实现代理。
-
对指定目标类产生一个子类,通过方法拦截技术拦截所有父类方法的调用。
-
因为是通过继承实现,final类无法使用。
三、手写JDK动态代理源码
从上面可以看到JDK动态代理的核心代码在于Proxy.newProxyInstance方法。
Moveable m = (Moveable)Proxy.newProxyInstance(Car.class,new InvocationHandler());
实现原理
-
声明一段源码,源码动态产生动态代理
-
源码产生 java 文件,对java文件进行编译
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得到编译生成后的class文件
-
把class文件load到内存之中,产生代理类对象返回即可。
下面附我手写的代码!
生产代理对象类,核心类!难点,思路都在这里~
public class Proxy { /** * 生产代理对象 * @param clazz * @param h * @return * @throws Exception */ public static Object newProxyInstance(Class clazz,InvocationHandler h) throws Exception{ //代理类类名 String cname = clazz.getName().substring(clazz.getName().lastIndexOf(".")+1) + "$Proxy0"; //手写代理类源码 StringBuilder source = getSource(clazz, h, cname); //产生代理类的java文件 String filename = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource("").getPath() + clazz.getPackage().getName().replaceAll("\\.", "/") +"/"+cname+".java"; System.out.println(filename); //把源码写入到文件中 File file = new File(filename); FileUtil.writeStringToFile(file, source.toString()); //编译 //拿到编译器 JavaCompiler complier = ToolProvider.getSystemJavaCompiler(); //文件管理者 StandardJavaFileManager fileMgr = complier.getStandardFileManager(null, null, null); //获取文件 Iterable units = fileMgr.getJavaFileObjects(filename); //编译任务 CompilationTask t = complier.getTask(null, fileMgr, null, null, null, units); //进行编译 t.call(); fileMgr.close(); //load 到内存 ClassLoader cl = ClassLoader.getSystemClassLoader(); Class<?> c = cl.loadClass(clazz.getPackage().getName() + "."+cname); //获取构造函数Constructor Constructor<?> ctr = c.getConstructor(h.getClass()); return ctr.newInstance(h); } /** * 手写代理类源码 * @param clazz * @param h * @param cname * @return */ private static StringBuilder getSource(Class clazz, InvocationHandler h, String cname) { //调用处理接口 String handler = h.getClass().getName(); //换行符号 String line = "\r\n"; String space = " "; //代理类源码 StringBuilder source = new StringBuilder(); //包声明 source.append("package" + space + clazz.getPackage().getName() + ";").append(line); //获取类的名称 source.append(Modifier.toString(clazz.getModifiers()) + space + "class" + space + cname + space); //继承接口 source.append("implements" + space); Class[] interfaces = clazz.getInterfaces(); for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) { source.append(interfaces[i].getName()); if (i != interfaces.length - 1) { source.append(","); } } source.append("{").append(line); //声明变量 source.append("private " + handler + " h;").append(line); //构造方法 source.append("public " + cname + "(" + handler + " h){").append(line); source.append("this.h=h;").append(line).append("}").append(line); //实现所有方法 Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods(); for (Method method : methods) { //获取方法返回类型 Class returnType = method.getReturnType(); //获取方法上的所有注释 Annotation[] annotations = method.getDeclaredAnnotations(); for (Annotation annotation : annotations) { //打印注释类型 source.append("@" + annotation.annotationType().getName()).append(line); } //打印方法声明 source.append(Modifier.toString(method.getModifiers()) + " " + returnType.getName() + " " + method.getName() + "("); //获取方法的所有参数 Parameter[] parameters = method.getParameters(); //参数字符串 StringBuilder args = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < parameters.length; i++) { //参数的类型,形参(全是arg123..) source.append(parameters[i].getType().getName() + " " + parameters[i].getName()); args.append(parameters[i].getName()); if (i != parameters.length - 1) { source.append(","); args.append(","); } } source.append("){").append(line); //方法逻辑 source.append("Object obj=null; \n try {").append(line); source.append("Class[] args = new Class[]{" + args + "};").append(line); source.append(Method.class.getName()+" method = " + clazz.getName() + ".class.getMethod(\"" + method.getName() + "\",args);").append(line); source.append("obj = h.invoke(this,method,args);").append(line); source.append("} catch (Exception e) {\n" + "e.printStackTrace();\n" + "}catch (Throwable throwable) {\n" + "throwable.printStackTrace();\n" + "}").append(line); //方法结束 source.append("return (obj!=null)?("+returnType.getName()+")obj:null;\n}").append(line); } //类结束 source.append("}"); return source; } }
单元测试
public static void main(String[] args) throws Exception { Moveable m = (Moveable) Proxy.newProxyInstance(Car.class, new TimeHandler(new Car())); String s = m.move(); System.out.println(s); }
测试结果
/D:/IDEA/workSpace/myJdkProxy/target/classes/cn/zyzpp/client/Car$Proxy0.java
开始记录时间
汽车行驶中….
耗时:481毫秒!
success
我只测试了部分,有bug在所难免啦~~~!
以上所述就是小编给大家介绍的《深入理解[代理模式]原理与技术》,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!
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