结构型模式描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构。它分为类结构型模式和对象结构型模式,前者采用继承机制来组织接口和类,后者釆用组合或聚合来组合对象。
由于组合关系或聚合关系比继承关系耦合度低,满足“合成复用原则”,所以对象结构型模式比类结构型模式具有更大的灵活性。
结构型模式分为以下 7 种:
- 代理模式
- 适配器模式
- 装饰者模式
- 桥接模式
- 外观模式
- 组合模式
- 享元模式
5.1 代理模式
5.1.1 概述
由于某些原因需要给某对象提供一个代理以控制对该对象的访问。这时,访问对象不适合或者不能直接引用目标对象,代理对象作为访问对象和目标对象之间的中介。
Java中的代理按照代理类生成时机不同又分为静态代理和动态代理。静态代理代理类在编译期就生成,而动态代理代理类则是在Java运行时动态生成。动态代理又有JDK代理和CGLib代理两种。
5.1.2 结构
代理(Proxy)模式分为三种角色:
- 抽象主题(Subject)类: 通过接口或抽象类声明真实主题和代理对象实现的业务方法。(规范)
- 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。
5.1.3 静态代理
如果要买火车票的话,需要去火车站买票,坐车到火车站,排队等一系列的操作,显然比较麻烦。而火车站在多个地方都有代售点,我们去代售点买票就方便很多了。这个例子其实就是典型的代理模式,火车站是目标对象,代售点是代理对象。类图如下:
代理类需要对火车站买票方法进行聚合
代码如下:
//卖票接口
interface SellTickets {void sell();
}
//火车站 火车站具有卖票功能,所以需要实现SellTickets接口
class TrainStation implements SellTickets {public void sell() {System.out.println("火车站卖票");}
}
//代售点
class ProxyPoint implements SellTickets {private TrainStation station = new TrainStation();public void sell() {System.out.println("代理点收取一些服务费用");station.sell();}
}
//测试类
public class Client {public static void main(String[] args) {ProxyPoint pp = new ProxyPoint();pp.sell();}
}
从上面代码中可以看出测试类直接访问的是ProxyPoint类对象,也就是说ProxyPoint作为访问对象和目标对象的中介。同时也对sell方法进行了增强(代理点收取一些服务费用)。
代理点收取一些服务费用
火车站卖票
5.1.4 JDK动态代理
接下来我们使用动态代理实现上面案例,先说说JDK提供的动态代理。Java中提供了一个动态代理类Proxy,Proxy并不是我们上述所说的代理对象的类,而是提供了一个创建代理对象的静态方法(newProxyInstance方法)来获取代理对象。
代码如下:
nterface SellTickets {void sell();
}//火车站 火车站具有卖票功能,所以需要实现SellTickets接口
class TrainStation implements SellTickets {public void sell() {System.out.println("火车站卖票");}
}//获取代理对象的工厂类
class ProxyFactory {private TrainStation station = new TrainStation();public SellTickets getProxyObject() {//使用Proxy获取代理对象/*newProxyInstance()方法参数说明:ClassLoader loader : 类加载器,用于加载代理类,使用真实对象的类加载器即可Class<?>[] interfaces : 真实对象所实现的接口,代理模式真实对象和代理对象实现相同的接口InvocationHandler h : 代理对象的调用处理程序*/SellTickets sellTickets = (SellTickets) Proxy.newProxyInstance(station.getClass().getClassLoader(),station.getClass().getInterfaces(),new InvocationHandler() {/*InvocationHandler中invoke方法参数说明:proxy : 代理对象method : 对应于在代理对象上调用的接口方法的 Method 实例args : 代理对象调用接口方法时传递的实际参数*/public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("代理点收取一些服务费用(JDK动态代理方式)");//执行真实对象Object result = method.invoke(station, args);return result;}});return sellTickets;}
}//测试类
public class Client {public static void main(String[] args) {//获取代理对象ProxyFactory factory = new ProxyFactory();SellTickets proxyObject = factory.getProxyObject();proxyObject.sell();}
}
代理点收取一些服务费用(JDK动态代理方式)
火车站卖票
使用了动态代理,我们思考下面问题:
-
ProxyFactory是代理类吗?
ProxyFactory不是代理模式中所说的代理类,是提供的一个工厂来获取代理对象。而代理类是程序在运行过程中动态的在内存中生成的类。通过阿里巴巴开源的 Java 诊断工具(Arthas【阿尔萨斯】)查看代理类的结构:
package com.sun.proxy; import com.itheima.proxy.dynamic.jdk.SellTickets; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException; public final class $Proxy0 extends Proxy implements SellTickets {private static Method m1;private static Method m2;private static Method m3;private static Method m0; public $Proxy0(InvocationHandler invocationHandler) {super(invocationHandler);} static {try {m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", Class.forName("java.lang.Object"));m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);m3 = Class.forName("com.itheima.proxy.dynamic.jdk.SellTickets").getMethod("sell", new Class[0]);m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);return;}catch (NoSuchMethodException noSuchMethodException) {throw new NoSuchMethodError(noSuchMethodException.getMessage());}catch (ClassNotFoundException classNotFoundException) {throw new NoClassDefFoundError(classNotFoundException.getMessage());}} public final boolean equals(Object object) {try {return (Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[]{object});}catch (Error | RuntimeException throwable) {throw throwable;}catch (Throwable throwable) {throw new UndeclaredThrowableException(throwable);}} public final String toString() {try {return (String)this.h.invoke(this, m2, null);}catch (Error | RuntimeException throwable) {throw throwable;}catch (Throwable throwable) {throw new UndeclaredThrowableException(throwable);}} public final int hashCode() {try {return (Integer)this.h.invoke(this, m0, null);}catch (Error | RuntimeException throwable) {throw throwable;}catch (Throwable throwable) {throw new UndeclaredThrowableException(throwable);}} public final void sell() {try {this.h.invoke(this, m3, null);return;}catch (Error | RuntimeException throwable) {throw throwable;}catch (Throwable throwable) {throw new UndeclaredThrowableException(throwable);}} }
从上面的类中,我们可以看到以下几个信息:
- 代理类($Proxy0)实现了SellTickets。这也就印证了我们之前说的真实类和代理类实现同样的接口。
- 代理类($Proxy0)将我们提供了的匿名内部类对象传递给了父类。
-
动态代理的执行流程是什么样?
下面是摘取的重点代码:
//程序运行过程中动态生成的代理类 public final class $Proxy0 extends Proxy implements SellTickets {private static Method m3; public $Proxy0(InvocationHandler invocationHandler) {super(invocationHandler);} static {m3 = Class.forName("com.itheima.proxy.dynamic.jdk.SellTickets").getMethod("sell", new Class[0]);} public final void sell() {