再說設計模式-代理模式的擴展

引言

我有一篇文章再說設計模式-代理模式，已經講解了關於代理模式的基本概念，這裏我們再來討論一下代理模式的一些擴展知識。

在網絡上代理服務設置分爲透明代理和普通代理。透明代理就是用戶不用關心設置代理服務器地址，就可以直接訪問，也就是說代理服務器對於用戶來說是透明的，不用知道它的存在；普通代理則是需要用戶自己設置代理服務器IP地址，用戶必須知道代理的存在。

而在我們設計模式中的普通代理和強制代理也是類似的一種結構。
普通代理 - 就是我們要知道代理的存在;
強制代理 - 調用者直接調用真實角色，而不用關心代理是否存在，其代理的產生是由真實角色決定的。

普通代理

爲了簡單說明，我們以遊戲代練爲例子（在玩遊戲時，我們覺得升級很麻煩，所以找專門的遊戲代練團隊幫助升級）。 我自己做爲一個遊戲玩家，我肯定自己不練級了，也就是場景類（Client）不能直接new一個GramePlayer對象了，它必須由GamePlayerProxy來進行模擬場景，類圖如下所示：

調用者只知道代理而不用知道真實的角色是誰，屏蔽了真實角色的變更對高層模塊的影響，真實的主題角色想怎麼修改就怎麼修改，對高層次的模塊沒有任何的影響，只要你實現了接口所對應的方法，該模式非常適合對擴展性要求的場合。

強制代理

強制代理在設計模式中比較特殊，爲什麼這麼講呢？因爲一般的情況下，通過代理找到真實的角色，但是強制代理卻是要強制，你必須通過真實角色找到代理角色，否則你不能訪問。甭管你是通過代理類還是通過直接new一個主題角色類，都不能訪問，只有通過真實角色指定的代理類纔可以訪問，也就是說由真實角色代理角色。
就好比你和大明星華仔很熟，相互認識，有件事你需要向他確認一下，於是你就直接撥通了華仔的電話：

"喂，華仔呀，我要見一個某某導演，你幫下忙呀！"
"不行呀，猿哥，我這幾天很忙的，你找我的經紀人吧……"

so~~，你想直接繞過他的代理，誰知道返回的還是他的代理，這就是強制代理，你可以不用知道代理存在，但是你的所作所爲還是需要代理爲你提供。其類圖如下所示：

// 遊戲用戶接口類
public interface IGamePlayer {
    // 登錄遊戲
    public void login(String user, String password);

    // 殺怪
    public void killBoss();

    // 升級
    public void upgrade();

    // 每個人都可以找一下自己的代理
    public IGamePlayer getProxy();

}

// 真實類
public class GamePlayer implements IGamePlayer {

    private String      name  = "";
    // 我的代理
    private IGamePlayer proxy = null;

    public GamePlayer(String _name) {
        this.name = _name;
    }

    @Override
    public void login(String user, String password) {
        if (this.isProxy()) {
            System.out.println("登錄名爲【" + user + "】的用戶【" + this.name + "】登錄成功!");
        } else {
            System.out.println("請使用指定代理訪問");
        }
    }

    @Override
    public void killBoss() {
        if (this.isProxy()) {
            System.out.println(this.name + "在打怪!");
        } else {
            System.out.println("請使用指定代理訪問");
        }
    }

    @Override
    public void upgrade() {
        if (this.isProxy()) {
            System.out.println(this.name + " 已升了一級!");
        } else {
            System.out.println("請使用指定代理訪問");
        }
    }

    @Override
    public IGamePlayer getProxy() {
        this.proxy = new GamePlayerProxy(this);
        return this.proxy;
    }

    // 校驗是否是代理訪問
    private boolean isProxy() {
        if (this.proxy == null) {
            return false;
        } else {
            return true;
        }
    }
}

// 代理類
public class GamePlayerProxy implements IGamePlayer {

    private IGamePlayer gamePlayer = null;

    // 構造函數傳遞用戶
    public GamePlayerProxy(IGamePlayer _gamePlayer) {
        this.gamePlayer = _gamePlayer;
    }

    @Override
    public void login(String user, String password) {
        this.gamePlayer.login(user, password);
    }

    @Override
    public void killBoss() {
        this.gamePlayer.killBoss();
    }

    @Override
    public void upgrade() {
        this.gamePlayer.upgrade();
    }

    @Override
    public IGamePlayer getProxy() {
        return this;
    }
}

// 場景類
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        requestOfSubject();
        System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~分隔線~~~~~~~~~~~~~~~~");
        requestOfProxy();
        System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~分隔線~~~~~~~~~~~~~~~~");
        requestOfForceProxy();
    }

    /**
     * 直接訪問真實角色
     */
    private static void requestOfSubject() {
        IGamePlayer player = new GamePlayer("猿哥");

        System.out.println("開始時間是:" + System.nanoTime());
        player.login("oneape15", "pwd123");
        player.killBoss();
        player.upgrade();
        System.out.println("遊戲結束(直接訪問真實角色)");
    }

    /**
     * 直接訪問代理類
     */
    private static void requestOfProxy() {
        IGamePlayer player = new GamePlayer("猿哥");
        IGamePlayer proxy = new GamePlayerProxy(player);

        System.out.println("開始時間是:" + System.nanoTime());
        proxy.login("oneape15", "pwd123");
        proxy.killBoss();
        proxy.upgrade();
        System.out.println("遊戲結束(直接訪問代理類)");
    }

    /**
     * 使用強制代理的場景
     */
    private static void requestOfForceProxy() {
        IGamePlayer player = new GamePlayer("猿哥");
        IGamePlayer proxy = player.getProxy();

        System.out.println("開始時間是:" + System.nanoTime());
        proxy.login("oneape15", "pwd123");
        proxy.killBoss();
        proxy.upgrade();
        System.out.println("遊戲結束(使用強制代理的場景)");
    }
}

運行結果如下：

動態代理

動態代理是在實現階段不用關心代理是誰，而在運行階段才指定代理哪一個對象。相對來說，自己寫代理類的方式就是靜態代理。我們大家都知道的一個非常流行的名稱叫面向橫切面編程，也就是AOP（Aspect Oriented Programming），其核心就是採用了動態代理機制。我們這裏還以打遊戲爲例，其類圖，修改如下：

其中InvocationHandler是JDK提供的動態代理接口，對被代理類的方法進行代理。
接口類：

public interface IGamePlayer {
    // 登錄遊戲
    public void login(String user, String password);

    // 殺怪
    public void killBoss();

    // 升級
    public void upgrade();

}

動態代理類：

public class GamePlayIH implements InvocationHandler {
    // 被代理者
    Class  clazz = null;
    // 被代理實例
    Object obj   = null;

    // 我要代理誰
    public GamePlayIH(Object _obj) {
        this.obj = _obj;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        return method.invoke(this.obj, args);
    }
}

真實角色類：

public class GamePlayer implements IGamePlayer {

    private String      name  = "";
    // 我的代理
    private IGamePlayer proxy = null;

    public GamePlayer(String _name) {
        this.name = _name;
    }

    @Override
    public void login(String user, String password) {
        System.out.println("登錄名爲【" + user + "】的用戶【" + this.name + "】登錄成功!");
    }

    @Override
    public void killBoss() {
        System.out.println(this.name + "在打怪!");
    }

    @Override
    public void upgrade() {
        System.out.println(this.name + " 已升了一級!");
    }
}

場景類：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 定義一個癡迷的玩家
        IGamePlayer player = new GamePlayer("猿哥");
        // 定義一個Handler
        InvocationHandler handler = new GamePlayIH(player);

        // 開始打遊戲,記下時間戳
        System.out.println("開始時間: " + new Date());

        // 獲得類的class loader
        ClassLoader cl = player.getClass().getClassLoader();
        // 動態產生一個代理者
        IGamePlayer proxy = (IGamePlayer) Proxy.newProxyInstance(cl, new Class[]{IGamePlayer.class}, handler);
        // 登錄
        proxy.login("oneape15", "pwd123");
        //開始殺怪
        proxy.killBoss();
        // 升級
        proxy.upgrade();
        // 結束
        System.out.println("結果遊戲: "+ new Date());
    }
}

運行結果如下：

動態代理是根據被代理的接口生成所有方法，也就是說給定一個接口，動態代理會宣稱我已經實現該接口下的所有方法了。

接着上面說的AOP編程，AOP編程沒有使用什麼新的技術，但是它對我們的設計、編碼有非常大的影響，對於日誌、事務、權限都可以在系統設計階段不用考慮，而在設計後通過AOP的方式切過去。通用動態代理模型如下：

最佳實踐

代理模式應用得非常廣泛，大到一個系統框架，企業平臺，小到代碼片段、事務處理，稍不留意就用到代理模式。可能該模式是大家接觸最多的模式，而且有了AOP大家寫代理就更加簡單了，有類似Spring AOP和AspectJ這樣非常優秀的工具，拿來主義即可！