《设计模式修炼真经》08 — 代理模式

1、定义

代理模式的定义：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问；

代理模式也叫做委托模式，是一种使用频率非常高的设计模式；在生活中有一种职业可以非常好的体现代理模式 — 中介；

2、类图

代理模式的通用类图如下：

代理模式的结构很简单，主要是通过定义一个继承抽象主题的代理来包含真实主题，从而实现对真实主题的访问控制，各部分组成如下：

• 抽象主题（Subject）类：可以是抽象类也可以是接口，是一个最普通的业务类型定义，无特殊要求；
• 真实主题（Real Subject）类：实现了抽象主题中的具体业务，是代理对象所代表的真实对象，是最终要引用的对象；
• 代理（Proxy）类：提供了与真实主题相同的接口，其内部含有对真实主题的引用，它可以访问、控制或扩展真实主题的功能。

3、代码实现

抽象主题 的Java代码实现如下：

interface Subject {
    void Request();
}      

真实主题 的Java代码实现如下：

class RealSubject implements Subject {
    public void Request() {
        System.out.println("访问真实主题方法...");
    }
}      

代理类 的Java代码实现如下：

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("访问真实主题之前的预处理。");
    }
    public void postRequest() {
        System.out.println("访问真实主题之后的后续处理。");
    }
}      

4、特点

优点：

1、职责清晰，降低了系统的耦合度；

真实主题就是实际的业务逻辑，无需关心其他业务逻辑，通过代理完成整个完整的功能，软件功能划分简洁清晰。

2、高扩展性；

代理对象可以扩展目标对象的功能；

3、保护敏感对象；

在使用者与目标对象之间起到一个中介作用和保护目标对象的作用；

缺点：

1、会造成系统设计中类的数量增加；

2、代理对象容易成为性能瓶颈；

3、增加了系统的复杂度；

5、适用场景

当无法或不想直接引用某个对象或访问某个对象存在困难时，可以通过代理对象来间接访问；

使用代理模式主要有两个目的：一是保护目标对象，二是增强目标对象。

6、动态代理

上述的代理模式，我们需要自己实现代理类，这是方式叫做静态代理；

静态代理存在两个缺点：

• 真实主题与代理主题一一对应，增加真实主题也要增加代理；
• 设计代理类之前真实主题必须事先存在，缺少灵活性；

采用动态代理模式可以解决以上问题；动态代理是在实现阶段不用关心代理谁，而在运行阶段才指定代理哪一个对象。

而在Java 中，JDK帮我们封装好了动态代理相关的类，可以非常轻松的实现动态代理；

6.1 Java中的动态代理类

Java动态代理类位于java.lang.reflect包下，主要涉及到以下一个接口和一个类：

1、InvocationHandler 接口

该接口中仅定义了一个方法

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

参数obj 指 被代理类，method是 被代理的方法，args为该方法的参数数组；

2、Proxy 动态代理类

该类即为动态代理类，其中主要包含以下内容：

//构造函数，用于给内部的InvocationHandler赋值
protected Proxy(InvocationHandler h)

//获得一个代理类，其中loader是类装载器，interfaces是真实类所拥有接口的数组
static Class getProxyClass (ClassLoaderloader, Class[] interfaces)

//返回被代理类的一个实例，返回后的Object可以当作被代理类使用
static Object newProxyInstance(ClassLoaderloader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)      

6.2 JDK动态代理机制的使用

主要分为两个步骤：

第一步：实现InvocationHandler

public class InvocationHandlerImpl implements InvocationHandler
{
    //要代理的真实对象
    private Object subject;
 
    //构造方法，给我们要代理的真实对象赋初值
    public InvocationHandlerImpl(Object subject)
    {
        this.subject = subject;
    }
 
    /**
     * 集中处理动态代理类上的所有方法调用。
     */
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable
    {
        //在代理真实对象前可以添加一些自己的操作
        ....
        //执行要调用的方法
        Object returnValue = method.invoke(subject, args);
        //在代理真实对象后我们也可以添加一些自己的操作
        ....
        return returnValue;
    }
}      

第二步：调用Proxy.newProxyInstance生成动态代理类实例

public class DynamicProxyDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //代理的真实对象
        Subject realSubject = new RealSubject();
        
        //创建InvocationHandlerImpl对象
        InvocationHandler handler = new InvocationHandlerImpl(realSubject);
 
        //生成动态代理类实例
        ClassLoader loader = realSubject.getClass().getClassLoader();
        Class[] interfaces = realSubject.getClass().getInterfaces();
        Subject subject = (Subject) Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, handler);
         //使用动态代理类实例
         subject.doSomething();
    }
}      

6.3 JDK动态代理机制的原理

此部分不是本文的重点，感兴趣的同学可以自行阅读源码，大体上可以分为四步骤：

1. 通过实现 InvocationHandler 接口创建自己的调用处理器；
2. 通过为 Proxy 类指定 ClassLoader 对象和一组 interface 来创建动态代理类；
3. 通过反射机制获得动态代理类的构造函数，其唯一参数类型是调用处理器接口类型；
4. 通过构造函数创建动态代理类实例，构造时调用处理器对象作为参数被传入。

本文参考了：Java JDK 动态代理（AOP）使用及实现原理分析

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