Java特性之设计模式【代理模式】

一、代理模式

概述

在代理模式（Proxy Pattern）中，一个类代表另一个类的功能。这种类型的设计模式属于结构型模式

在代理模式中，我们创建具有现有对象的对象，以便向外界提供功能接口

主要解决：

在直接访问对象时带来的问题，比如说：要访问的对象在远程的机器上。在面向对象系统中，有些对象由于某些原因（比如对象创建开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问），直接访问会给使用者或者系统结构带来很多麻烦，我们可以在访问此对象时加上一个对此对象的访问层

何时使用：

想在访问一个类时做一些控制

优缺点

优点：

职责清晰
高扩展性
智能化

缺点：

由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢
实现代理模式需要额外的工作，有些代理模式的实现非常复杂

注意事项

和适配器模式的区别：适配器模式主要改变所考虑对象的接口，而代理模式不能改变所代理类的接口
和装饰器模式的区别：装饰器模式为了增强功能，而代理模式是为了加以控制

1. 各个角色介绍

1.1 抽象主题（Subject）

定义了真实主题和代理主题的共同接口，这样在任何使用真实主题的地方都可以使用代理主题

1.2 真实主题（Real Subject）

实现了抽象主题接口，是代理对象所代表的真实对象。客户端直接访问真实主题，但在某些情况下，可以通过代理主题来间接访问

1.3 代理（Proxy）

实现了抽象主题接口，并持有对真实主题的引用。代理主题通常在真实主题的基础上提供一些额外的功能，例如延迟加载、权限控制、日志记录等

2. UML图

我们将创建一个 ILandlordService 租房接口和实现了 ILandlordService 接口的实体类。AgentProxy 是一个代理类，减少房东 HostServiceImpl 对象加载的内存占用

在这里插入图片描述

3. 具体例子和代码

角色分配

ILandlordService：租房接口
- HostServiceImpl：房东实现类
- AgentProxy：中介代理

3.1 租房接口及其实现类

ILandlordService

package com.vinjcent.prototype.proxy;/*** @author vinjcent* @description 租房接口* @since 2024/3/27 17:52*/
public interface ILandlordService {/*** 出租** @param money 金额*/void rent(Integer money);}

HostServiceImpl

package com.vinjcent.prototype.proxy;/*** @author vinjcent* @description 房东实现类（实现）* @since 2024/3/27 17:55*/
public class HostServiceImpl implements ILandlordService {@Overridepublic void rent(Integer money) {System.out.println("房东处理...");System.out.println("出租" + money + "元一个月的房子");}@Overridepublic String toString() {return "HostServiceImpl{}";}
}

AgentProxy

package com.vinjcent.prototype.proxy.static_proxy;import com.vinjcent.prototype.proxy.HostServiceImpl;
import com.vinjcent.prototype.proxy.ILandlordService;/*** @author vinjcent* @description 中介代理* @since 2024/3/27 18:04*/
public class AgentProxy implements ILandlordService {/*** 被代理的对象*/private ILandlordService target;@Overridepublic void rent(Integer money) {if (target == null) {target = new HostServiceImpl();}System.out.println("中介处理...");target.rent(money);}
}

3.2 额外拓展（动态代理：JDK动态代理、CGLib动态代理）

3.2.1 JDK动态代理

JDK动态代理的代理类根据目标实现的接口动态生成，不需要自己编写，生成的动态代理类和目标类都实现相同的接口，JDK动态代理的核心是InvocationHandler接口和Proxy类，缺点是目标类必须有实现接口，如果某个目标类没有实现接口，那么这个类就不能用JDK动态代理

JDKProxyFactory

package com.vinjcent.prototype.proxy.dynamic_proxy;import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;/*** @author vinjcent* @description JDK动态代理* @since 2024/3/27 17:24*/
public class JDKProxyFactory implements InvocationHandler {/*** 需要被代理的对象*/private final Object object;public JDKProxyFactory(Object object) {this.object = object;}@SuppressWarnings("unchecked")public <T> T getProxy() {Object o = Proxy.newProxyInstance(// 当前线程的上下文ClassLoaderThread.currentThread().getContextClassLoader(),// 代理对象实现的接口this.object.getClass().getInterfaces(),// 处理器自身this);return (T) o;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {Object result = new Object();// 进行方法匹配,调用对应方法名的方法if ("rent".equals(method.getName())) {System.out.println("JDK动态代理前置增强");result = method.invoke(object, args);System.out.println("JDK动态代理后置增强");}return result;}@Overridepublic String toString() {return "JDKProxyFactory{" +"object=" + object +'}';}
}

3.2.2 CGLib动态代理

在程序运行时动态生成类的字节码，动态创建目标类的子类对象，在子类对象中增强目标类，CGLib是通过继承的方式实现的动态代理，因此如果某个类被标记为final，它是无法使用CGLib做动态代理的，优点在于不需要实现特定的接口，更加灵活

在这里插入图片描述

CglibProxyFactory

package com.vinjcent.prototype.proxy.dynamic_proxy;import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;import java.lang.reflect.Method;/*** @author vinjcent* @description CGLib动态代理* @since 2024/3/27 22:42:16*/
public class CglibProxyFactory implements MethodInterceptor {@SuppressWarnings("unchecked")public <T> T getProxy(Class<T> clazz) {// Enhancer是CGLIB库中用于动态生成子类的主要类.通过创建Enhancer对象并设置需要代理的目标类、拦截器等参数,可以生成一个代理类Enhancer en = new Enhancer();// 设置代理的父类en.setSuperclass(clazz);// 设置方法回调en.setCallback(this);Object o = en.create();// 创建代理实例.通过调用Enhancer对象的create方法,可以生成一个代理对象.代理对象会继承目标类的方法,并且在调用代理对象的方法时会先调用拦截器的intercept方法,再执行目标方法return (T) en.create();}@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {// 在生成代理类时,需要指定拦截器.拦截器是实现代理逻辑的关键,它会在代理类的方法被调用时拦截调用,并执行相应的逻辑Object result = null;System.out.println("CGLIB动态代理前置增强");// 通过调用代理对象的方法,会触发拦截器的intercept方法.在intercept方法中,可以根据需要执行各种逻辑,比如添加日志、性能统计、事务管理等if ("rent".equals(method.getName())) {// 通过继承的方法实现代理,因此这里调用invokeSuperresult = methodProxy.invokeSuper(o, args);}System.out.println("CGLIB动态代理后置增强");return result;}
}

3.3 测试主函数

package com.vinjcent.prototype.proxy;import com.vinjcent.prototype.proxy.dynamic_proxy.CglibProxyFactory;
import com.vinjcent.prototype.proxy.dynamic_proxy.JDKProxyFactory;
import com.vinjcent.prototype.proxy.static_proxy.AgentProxy;/*** @author vinjcent* @description 代理模式* @since 2024/3/27 18:01*/
public class Main {public static void main(String[] args) {System.out.println("静态代理");// 静态代理ILandlordService landlordService = new AgentProxy();System.out.println("第一次代理调用目标类方法");landlordService.rent(20);System.out.println("\n第二次代理调用目标类的方法");landlordService.rent(25);System.out.println("\n");HostServiceImpl hostService = new HostServiceImpl();System.out.println("JDK动态代理");// JDK动态代理ILandlordService jdkProxy = new JDKProxyFactory(hostService).getProxy();jdkProxy.rent(750);System.out.println("\n");System.out.println("CGLib动态代理");// CGLIB动态代理HostServiceImpl cglibProxy = new CglibProxyFactory().getProxy(hostService.getClass());cglibProxy.rent(750);}}