《設計模式修煉真經》08 — 代理模式

1、定義

代理模式的定義：為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的通路；

代理模式也叫做委托模式，是一種使用頻率非常高的設計模式；在生活中有一種職業可以非常好的展現代理模式 — 中介；

2、類圖

代理模式的通用類圖如下：

代理模式的結構很簡單，主要是通過定義一個繼承抽象主題的代理來包含真實主題，進而實作對真實主題的通路控制，各部分組成如下：

• 抽象主題（Subject）類：可以是抽象類也可以是接口，是一個最普通的業務類型定義，無特殊要求；
• 真實主題（Real Subject）類：實作了抽象主題中的具體業務，是代理對象所代表的真實對象，是最終要引用的對象；
• 代理（Proxy）類：提供了與真實主題相同的接口，其内部含有對真實主題的引用，它可以通路、控制或擴充真實主題的功能。

3、代碼實作

抽象主題 的Java代碼實作如下：

interface Subject {
    void Request();
}      

真實主題 的Java代碼實作如下：

class RealSubject implements Subject {
    public void Request() {
        System.out.println("通路真實主題方法...");
    }
}      

代理類 的Java代碼實作如下：

class Proxy implements Subject {
    private RealSubject realSubject;
    public void Request() {
        if (realSubject == null) {
            realSubject = new RealSubject();
        }
        preRequest();
        realSubject.Request();
        postRequest();
    }
    public void preRequest() {
        System.out.println("通路真實主題之前的預處理。");
    }
    public void postRequest() {
        System.out.println("通路真實主題之後的後續處理。");
    }
}      

4、特點

優點：

1、職責清晰，降低了系統的耦合度；

真實主題就是實際的業務邏輯，無需關心其他業務邏輯，通過代理完成整個完整的功能，軟體功能劃分簡潔清晰。

2、高擴充性；

代理對象可以擴充目标對象的功能；

3、保護敏感對象；

在使用者與目标對象之間起到一個中介作用和保護目标對象的作用；

缺點：

1、會造成系統設計中類的數量增加；

2、代理對象容易成為性能瓶頸；

3、增加了系統的複雜度；

5、适用場景

當無法或不想直接引用某個對象或通路某個對象存在困難時，可以通過代理對象來間接通路；

使用代理模式主要有兩個目的：一是保護目标對象，二是增強目标對象。

6、動态代理

上述的代理模式，我們需要自己實作代理類，這是方式叫做靜态代理；

靜态代理存在兩個缺點：

• 真實主題與代理主題一一對應，增加真實主題也要增加代理；
• 設計代理類之前真實主題必須事先存在，缺少靈活性；

采用動态代理模式可以解決以上問題；動态代理是在實作階段不用關心代理誰，而在運作階段才指定代理哪一個對象。

而在Java 中，JDK幫我們封裝好了動态代理相關的類，可以非常輕松的實作動态代理；

6.1 Java中的動态代理類

Java動态代理類位于java.lang.reflect包下，主要涉及到以下一個接口和一個類：

1、InvocationHandler 接口

該接口中僅定義了一個方法

public object invoke(Object obj,Method method, Object[] args)      

參數obj 指 被代理類，method是 被代理的方法，args為該方法的參數數組；

2、Proxy 動态代理類

該類即為動态代理類，其中主要包含以下内容：

//構造函數，用于給内部的InvocationHandler指派
protected Proxy(InvocationHandler h)

//獲得一個代理類，其中loader是類裝載器，interfaces是真實類所擁有接口的數組
static Class getProxyClass (ClassLoaderloader, Class[] interfaces)

//傳回被代理類的一個執行個體，傳回後的Object可以當作被代理類使用
static Object newProxyInstance(ClassLoaderloader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)      

6.2 JDK動态代理機制的使用

主要分為兩個步驟：

第一步：實作InvocationHandler

public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler
{
    //要代理的真實對象
    private Object subject;
 
    //構造方法，給我們要代理的真實對象賦初值
    public InvocationHandlerImpl(Object subject)
    {
        this.subject = subject;
    }
 
    /**
     * 集中處理動态代理類上的所有方法調用。
     */
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable
    {
        //在代理真實對象前可以添加一些自己的操作
        ....
        //執行要調用的方法
        Object returnValue = method.invoke(subject, args);
        //在代理真實對象後我們也可以添加一些自己的操作
        ....
        return returnValue;
    }
}      

第二步：調用Proxy.newProxyInstance生成動态代理類執行個體

public class DynamicProxyDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //代理的真實對象
        Subject realSubject = new RealSubject();
        
        //建立InvocationHandlerImpl對象
        InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(realSubject);
 
        //生成動态代理類執行個體
        ClassLoader loader = realSubject.getClass().getClassLoader();
        Class[] interfaces = realSubject.getClass().getInterfaces();
        Subject subject = (Subject) Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, handler);
         //使用動态代理類執行個體
         subject.doSomething();
    }
}      

6.3 JDK動态代理機制的原理

此部分不是本文的重點，感興趣的同學可以自行閱讀源碼，大體上可以分為四步驟：

1. 通過實作 InvocationHandler 接口建立自己的調用處理器；
2. 通過為 Proxy 類指定 ClassLoader 對象和一組 interface 來建立動态代理類；
3. 通過反射機制獲得動态代理類的構造函數，其唯一參數類型是調用處理器接口類型；
4. 通過構造函數建立動态代理類執行個體，構造時調用處理器對象作為參數被傳入。

本文參考了：Java JDK 動态代理（AOP）使用及實作原理分析

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