代理模式詳解:靜態代理、JDK動態代理與Cglib動態代理

列兵許三多發表於2021-03-09

代理模式簡介分類
- 概念
  
  代理，是為了在不修改目標物件的基礎上，增強目標方法的業務邏輯。
  
  客戶類需要執行的是目標物件的目標方法，但是真正執行的是代理物件的代理方法，客戶類對目標物件的訪問是通過代理物件來實現的。當然，代理類與目標類需要實現同一個介面。
- 舉例
  
  生活中遇到了官司，我們平常老百姓對法律的瞭解不全面，所以一般都會請律師處理。
  
  目標物件：法庭上我們一般稱為當事人即目標物件
  
  代理類：律師稱為代理律師即代理類
  
  共同介面：都為了一個共同的目標努力贏得官司即為共同介面
  
  目標方法：我們所做的提供證據各種努力成為目標方法
  
  代理方法：再此過程中我們可能做不全面，律師對證據材料等進行整理收集，結合法律法規進行辯證等等，此過程稱為代理方法
- 代理分類
  
  代理模式一般分為靜態代理與動態代理，動態代理又分為JDK動態代理與CGLIB動態代理

靜態代理

概念

靜態代理是指，代理類在程式執行前就已經定義好，其與目標類等關係在程式執行前就已經確立。

靜態代理類似於富翁於私人律師的代理關係，並不是在發生官司之後才去請律師，而是在此之前已經確立好的代理關係。

實現與解析

a、定義業務介面

package com.rangers.proxy.staticProxy;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public interface IAccountService {
    // 轉賬業務介面
    void transfer();
}

b、定義目標類與目標方法

package com.rangers.proxy.staticProxy;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
    // 轉賬業務實現即目標方法
    @Override
    public void transfer() {
        System.out.println("進行轉賬操作");
    }
}

c、定義代理類AccountServiceImplProxy，實現IAccountService介面。在有參構造方法中傳入目標物件，將目標物件引入代理類，以便代理類呼叫目標方法，進行增強

package com.rangers.proxy.staticProxy;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public class AccountServiceImplProxy implements IAccountService {

    // 宣告目標介面物件
    private IAccountService target;

    public AccountServiceImplProxy() {
    }
    // 業務介面物件作為構造器，用於接收目標物件
    public AccountServiceImplProxy(IAccountService target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void transfer() {
        // 此處對目標方法進行增強
        System.out.println("對轉賬人身份校驗。。");
        target.transfer();
        System.out.println("進行日誌記錄。。");
    }
}

d、編寫測試類TransferServiceTest

package com.rangers.proxy.staticProxy;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public class TransferServiceTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 建立目標物件
        IAccountService target = new AccountServiceImpl();
        // 建立代理物件，傳入目標物件進行初始化
        IAccountService proxy = new AccountServiceImplProxy(target);
        // 執行代理物件的方法
        proxy.transfer();
    }
}

動態代理

動態代理，程式在整個執行過程中根本就不存在目標類的代理類，目標物件的代理物件只是由代理工具在程式執行時由JVM根據反射等機制動態生成。代理物件與目標物件的代理關係在程式執行時才確立。

動態代理類似於普通人在有官司之後，再聘請律師的，即代理關係是在官司發生後確立的。

動態代理的實現方式有兩種：JDK的動態代理、CGLIB動態代理

a、JDK動態代理

概念

JDK動態代理是通過JDK提供的 java.lang.reflect.Proxy類實現動態大力，使用其靜態方法newProxyInstance()，對目標物件、業務介面及業務增強邏輯，自動生成一個動態代理物件。

public static newProxyInstance(ClassLoader classLoader,Class<?> interfaces,InvocationHandler handler)
  classLoader:傳入目標類的類載入器，通過目標物件的反射獲取
  interfaces:目標物件實現的介面陣列，通過目標物件的反射獲取
	handler:業務增強邏輯，需要具體實現

InvocationHandler是個介面，實現InvocationHandler介面的類用於增加目標類的業務邏輯。需要實現invoke()方法，具體的增強邏輯就是在此方法中進行實現，程式呼叫住業務邏輯時會自動呼叫invoke()方法

public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)
  proxy:生成的代理物件
	method:目標方法
	args:目標方法的引數

Method類物件，invoke()方法進行執行目標物件的目標方法

public Object invoke(Object obj,Object args)
    method.invoke(Object target,Object...args)執行目標方法
    target:目標物件
    args:目標方法的執行引數

實現與解析

定義業務介面與實現類

package com.rangers.proxy.jdkProxy;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public interface IAccountService {
    // 轉賬業務介面
    void transfer();
}

package com.rangers.proxy.jdkProxy;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public class AccountServiceImpl implements IAccountService {
    // 轉賬業務實現即目標方法
    @Override
    public void transfer() {
        System.out.println("進行轉賬操作");
    }
}

定義JdkProxy類實現InvocationHandler介面，實現invoke()方法，並對業務邏輯進行增強

package com.rangers.proxy.jdkProxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public class JdkProxy implements InvocationHandler {

    private Object target;

    public JdkProxy() {
    }

    public JdkProxy(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 此處對目標方法進行增強
        System.out.println("對轉賬人身份校驗。。");
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("進行日誌記錄。。");
        return result;
    }
}

新建測試類JDKProxyTest

package com.rangers.proxy.jdkProxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public class JDKProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 建立目標物件
        IAccountService target = new AccountServiceImpl();
        // 建立代理物件，傳入目標物件進行初始化
        IAccountService proxyService =
                (IAccountService) Proxy.newProxyInstance(
                                                    target.getClass().getClassLoader(),
                                                    target.getClass().getInterfaces(),
                                                    new JdkProxy(target)
                                                );
                // 亦可使用匿名類進行實現
                /*(IAccountService) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
                        target.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
                            @Override
                            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                                // 此處對目標方法進行增強
                                System.out.println("對轉賬人身份校驗。。");
                                Object result = method.invoke(target, args);
                                System.out.println("進行日誌記錄。。");
                                return result;
                            }
                        });*/
        // 此處執行的業務方法就是代理物件的增強過的邏輯
        proxyService.transfer();
    }
}

注：使用JDK動態代理時需要目標類目標方法必須在實現的介面中，否則不能使用此方式進行動態打擊。對於無介面的類需要實現動態代理，就要使用CGLIB方式來進行實現

b、CGLIB動態代理

概念

CGLIB是一個開源的第三方程式碼生成類庫，對於無介面的類，要為其建立動態代理，就要使用CGLIB進行實現。CGLIB代理的生成原理是生成目標類的子類，子類是增強過的，就是目標類的代理類。所以，使用CGLIB生成動態代理，要求目標類必須能夠被繼承，即不能是final修飾的類。

CGLIB包的底層是通過使用一個小兒快的位元組碼處理框架ASM(java位元組碼操控框架)，來轉換位元組碼並生成新的類，通過對位元組碼進行增強來生成代理類。

我們靜態代理理解為私人律師，JDK動態代理成為代理律師，CGLIB動態代理可以理解為老父親的兒子。老父親是被需要增強對目標類，兒子則是用於增強父親對代理類，事先不需要約定。父親需要兒子增強什麼，兒子就增強什麼，即他們之間的關係不要介面來進行約束。

注意要點

使用CGLIB動態代理時，生成代理類的類需要實現MethodInterceptor介面及intercept()方法

public Object intercept(Object proxy,Method method,Objectp[] args,MethodProxy methodProxy)
  proxy:代理物件
  method:代理物件的方法，即增強後的方法
  args:方法引數
  methodProxy:代理方法的物件

建立代理物件時使用Enhancer類

// 建立增強器
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// 初始化增強器：將目標類指定為父類
enhancer.setSuperclass(target.class);
// 初始化增強器：設定回撥至本類中的intercept()方法
enhancer.setCallback(this);
// 使用增強器建立代理物件進行返回
enhancer.create();

實現與解析

引入CGLIB依賴

    <dependency>
        <groupId>cglib</groupId>
        <artifactId>cglib-full</artifactId>
        <version>2.0.2</version>
    </dependency>

建立目標類AccountService

package com.rangers.proxy.cglibProxy;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public class AccountService  {

    // 轉賬業務 即目標方法
    public void transfer() {
        System.out.println("進行轉賬操作");
    }

    // 查詢餘額 即目標方法
    public void getBalance() {
        System.out.println("查詢餘額操作");
    }
}

建立代理類AccountServiceCglibProxy實現MethodInterceptor介面，完善intercept()方法進行增強，建立生成代理物件createProxy()方法

package com.rangers.proxy.cglibProxy;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public class AccountServiceCglibProxy implements MethodInterceptor {

    // 宣告目標類的成員變數，並建立以目標類為引數的構造器，用於接收目標物件
    private AccountService target;

    public AccountServiceCglibProxy(AccountService accountService) {
        this.target = accountService;
    }

    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        // 此處對目標方法進行增強
        Object result = new Object();
        if ("transfer".equals(method.getName())){
            System.out.println("對轉賬人身份校驗。。");
            result = method.invoke(target, args);
            System.out.println("進行日誌記錄。。");
        }else{
            // 直接執行目標物件的目標方法
            result = methodProxy.invokeSuper(target,args);
        }
        return result;
    }

    // 建立代理物件
    public AccountService createProxy(){
        // 建立增強器
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        // 初始化增強器：將目標類指定為父類
        enhancer.setSuperclass(AccountService.class);
        // 初始化增強器：設定回撥至本類中的intercept()方法
        enhancer.setCallback(this);
        // 使用增強器建立代理物件
        return (AccountService) enhancer.create();
    }
}

建立測試類CglibProxyTest

package com.rangers.proxy.cglibProxy;

/**
 * @Author Rangers
 * @Description
 * @Date 2021-03-09
 **/
public class CglibProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 目標物件
        AccountService target = new AccountService();
        // 建立代理物件，傳入目標物件進行初始化
        AccountService accountService = new AccountServiceCglibProxy(target).createProxy();
        accountService.transfer();
        accountService.getBalance();
    }
}

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