JAVA 靜態代理 & 動態代理

Erosion2020發表於2024-11-21
Java

Java中，代理模式是一種常見的設計模式，用於為某物件提供一種代理，以控制對該物件的訪問。根據代理類的實現方式，可以分為靜態代理和動態代理。以下將分別介紹這兩種方式，並進行對比分析。

靜態代理

靜態代理是指在編譯時期就已經確定了代理類的實現。代理類需要實現與目標物件相同的介面，並持有目標物件的引用，透過代理物件呼叫目標物件的方法。

靜態代理的實現步驟

  1. 定義介面。
  2. 編寫介面的實現類（目標類）。
  3. 編寫代理類，實現介面並持有目標類的引用。
  4. 在代理類中，透過目標類的引用呼叫實際的方法。

示例程式碼

// 定義介面
public interface Hello {
    void morning(String name);
}

// 目標類
public class HelloWorld implements Hello {
    @Override
    public void morning(String name) {
        System.out.println("Good morning, " + name);
    }
}

// 代理類
public class HelloProxy implements Hello {
    // 內部維護一個目標代理物件的屬性欄位
    private Hello target;
    public HelloProxy(Hello target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void morning(String name) {
        System.out.println("Before method invoke...");
        target.morning(name); // 呼叫目標類方法
        System.out.println("After method invoke...");
    }
}

// 測試靜態代理
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Hello target = new HelloWorld();       // 建立目標物件
        Hello proxy = new HelloProxy(target); // 建立代理物件
        proxy.morning("Bob");                 // 呼叫代理方法
    }
}

輸出：

Before method invoke...
Good morning, Bob
After method invoke...

優點

  • 結構簡單，容易理解。
  • 代理類可以擴充套件目標類的功能（如新增日誌、許可權校驗等）。

缺點

  • 每增加一個介面，都需要單獨編寫代理類，擴充套件性差。
  • 代理類的維護工作量較大。

動態代理

動態代理是指在執行時動態生成代理類，而不需要提前定義實現類。它的實現主要依賴於Java的java.lang.reflect.Proxy和InvocationHandler。

動態代理的實現步驟

  1. 定義介面。
  2. 建立InvocationHandler介面的實現類，用來處理方法呼叫。
  3. 使用Proxy.newProxyInstance()生成動態代理物件。

示例程式碼

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
// 定義介面
public interface Hello {
    void morning(String name);
}
// 測試動態代理
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 建立InvocationHandler
        InvocationHandler handler = new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println("Before method invoke...");
                if (method.getName().equals("morning")) {
                    System.out.println("Good morning, " + args[0]);
                }
                System.out.println("After method invoke...");
                return null;
            }
        };
        // 建立動態代理物件
        Hello hello = (Hello) Proxy.newProxyInstance(
            Hello.class.getClassLoader(),     // 類載入器
            new Class[] { Hello.class },      // 需要實現的介面
            handler                           // 方法呼叫處理器
        );
        // 呼叫代理方法
        hello.morning("Bob");
    }
}

輸出

Before method invoke...
Good morning, Bob
After method invoke...

動態代理的核心：

  1. InvocationHandler介面：定義了代理邏輯的核心。
  2. Proxy.newProxyInstance()：負責在執行時動態生成代理類並返回代理例項。

動態代理本質上是JVM在執行時生成代理類的位元組碼，並載入到記憶體中。

靜態代理與動態代理的對比

特點 靜態代理 動態代理
代理類實現方式 編譯時定義代理類 執行時動態生成代理類
對介面的支援 每個介面需要單獨實現代理類 可通用，只需實現InvocationHandler
程式碼擴充套件性 低，新增介面時需增加代理類 高，只需更改代理邏輯即可
效能開銷 無需反射，效能較高 依賴反射呼叫，效能略低
應用場景 小型專案或介面穩定的場景 大型專案、動態擴充套件功能的場景

總結

  • 靜態代理適用於小型專案，或者代理類相對固定的場景。
  • 動態代理適用於需要動態擴充套件功能或減少重複程式碼的場景。
  • 動態代理的靈活性更強，尤其是在AOP（面向切面程式設計）框架中廣泛使用，如Spring框架中的動態代理。

動態代理的強大之處在於，它將代理邏輯與具體實現解耦，使得程式碼更加靈活、可維護，同時提供了更高的複用性。

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