代理模式、動態代理及其應用

qiangdada 發布于2019-08-14 15:28 / 767人閱讀

摘要：靜態代理在代理模式中，通常指的時靜態代理。為實際類的接口，對應上面圖中的，為接口的接口有一個方法需要自己實現，我們委托代理類實現的額外功能便放在該方法里。這就是動態代理相對于靜態代理的意義。

代理模式是二十多種設計模式中的一個，屬于比較常用的設計模式。本質上就是用來委托我們生成的代理類去完成一些額外的功能，這樣能夠達到解耦、封裝的目的。
通常可以用在RPC、AOP中。比如在RPC中，當我們調用遠程方法時，需要委托代理類幫助我們去通過網絡連接遠程的服務提供者，幫助我們將消息編碼發送給服務端，幫我們接受服務端發來的結果。

靜態代理

在代理模式中，通常指的時靜態代理。

這是靜態代理的UML圖。代理的思想是：代理類ProxySubject擁有實際類RealSubject的相同方法doSomething（實現相同的一個接口），同時代理類內聚了實際類（即傳入實際類的一個引用），在代理類的doSomething方法中，通過實際類的引用調用實際類的doSomething方法，并在調用前后加入需要代理實現的額外功能。這樣我們就可以通過調用代理類的相同方法來達到我們的目的。
舉個例子：

    interface Subject{
        void doSomething();
    }

class RealSubject implements Subject{
    void doSomething(){
        System.out.println("doSomething");
    }
}

class ProxySubject implements Subject{
    private Subject target;
    public ProxySubject(Subject target){
        this.target = target;
    }
    void doSomething(){
        //do before
        System.out.println("do before");
        
        target.doSomething();//調用realSubject的doSomething方法
        
        //do after
        System.out.println("do after");
    }
}

class ProxyTest{
    public static void main(String args[]){
        //生成代理類，并將實際類傳入
        ProxySubject proxy = new ProxySubject(new RealSubject());
        proxy.doSomething();
    }
}

以上，通過代理類執行實際類相同的方法，我們可以運行額外的功能。這里不僅會運行實際類doSomething方法里面的打印“doSomething”，還會在之前打印“do before",之后打印”do after",這兩個即為額外的功能。

動態代理

上面的靜態代理其實存在一個問題，一個實際類對應一個代理類，而很多時候需要代理實現的額外功能是相同的，比如我們要在A類的某個方法調用前打印“before”，B類的某個方法調用前打印“before”，C類也有這個需求，如果用靜態代理，我們需要寫A類的代理，B類的代理，C類的代理。。。這樣豈不是要累死。
java當中的動態代理就是為了這個解決這個問題。其實思路也很簡單，不用去管A類、B類、C類還是什么其他類，統一用反射調用實際類的方法。
java提供了動態代理類Proxy，使用其中的靜態方法Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader,Class[] interfaces, InvocationHandler h)來動態生成代理類。interfaces為實際類的接口，對應上面圖中的Subject，loader為接口的Classloader,InvocationHandler接口有一個invoke方法需要自己實現，我們委托代理類實現的額外功能便放在該方法里。需要注意的是由此看出java的動態代理需要有接口才能使用。如果不用接口實現動態代理只能求助于cglib這類字節碼增強框架。
下面是動態代理的一般實現方法：

public class InvokeProxy implements InvocationHandler{
    private Object target;
    
    public Object bind(Object target){
        this.target = target;
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), 
                target.getClass().getInterfaces(), this);
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        
        System.out.println("do something before");
        method.invoke(target, args);
        System.out.println("do something after");
        
        return null;

        /*
        如果反射調用的方法有返回值：
        Object result;
        result = method.invoke(target, args);
        return result;
        */
    }

}

同樣有接口Subject：

 interface Subject{
        void doSomething();
    }

假設類A實現了Subject接口，可以根據如下代碼生成A的代理

public class ProxyTest {

    public static void main(String[] args) {
        Subject proxyA = (Subject)new InvokeProxy().bind(new A());
        proxyA.doSomething();
    }

}

如果還有類B實現了Subject接口，我們只需更改上面的代碼即可，而不用像靜態代理那樣重復的編寫代碼。這就是動態代理相對于靜態代理的意義。

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