程序員必知的23種設計模式之代理模式

1. 代理模式(Proxy)

1.1 代理模式的基本介紹

1. 代理模式：爲一個對象提供一個替身，以控制對這個對象的訪問。即通過代理對象訪問目標對象.這樣做的好處是:可以在目標對象實現的基礎上,增強額外的功能操作,即擴展目標對象的功能。

2. 被代理的對象可以是遠程對象、創建開銷大的對象或需要安全控制的對象

3. 代理模式有不同的形式, 主要有三種 靜態代理、動態代理 (JDK代理、接口代理)和 Cglib代理 (可以在內存動態的創建對象，而不需要實現接口， 他是屬於動態代理的範疇) 。

2. 靜態代理

2.2 靜態代碼模式的基本介紹

靜態代理在使用時,需要定義接口或者父類,被代理對象(即目標對象)與代理對象一起實現相同的接口或者是繼承相同父類。

2.3 應用實例

1. 定義一個接口:ITeacherDao

2. 目標對象TeacherDAO實現接口ITeacherDAO

3. 使用靜態代理方式,就需要在代理對象TeacherDAOProxy中也實現ITeacherDAO

4. 調用的時候通過調用代理對象的方法來調用目標對象

UML類圖：

ITeacherDao.java

public interface ITeacherDao {
	void teach();
}

TeacherDao.java

public class TeacherDao implements ITeacherDao{

	@Override
	public void teach() {
		System.out.println("開始教學");
		
	}

}

TeacherProxy.java

public class TeacherProxy implements ITeacherDao{
	private TeacherDao teacherDao;
	
	public void setDao(TeacherDao teacherDao) {
		this.teacherDao = teacherDao;
	}

	@Override
	public void teach() {
		System.out.println("代理開始");
		teacherDao.teach();
		System.out.println("提交");
		
	}
}

測試Main.java

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		TeacherDao dao = new TeacherDao();
		TeacherProxy proxy = new TeacherProxy();
		proxy.setDao(dao);
		proxy.teach();
	}
}

結果輸出：

靜態代理優缺點

1. 優點：在不修改目標對象的功能前提下, 能通過代理對象對目標功能擴展

2. 缺點：因爲代理對象需要與目標對象實現一樣的接口,所以會有很多代理類

3. 一旦接口增加方法,目標對象與代理對象都要維護

3. 動態代理

3.1 動態代理模式的基本介紹

1. 代理對象,不需要實現接口，但是目標對象要實現接口，否則不能用動態代理

2. 代理對象的生成，是利用JDK的API，動態的在內存中構建代理對象

3. 動態代理也叫做：JDK代理、接口代理

3.2 JDK中生成代理對象的API

1. 代理類所在包:java.lang.reflect.Proxy

2. JDK實現代理只需要使用newProxyInstance方法,但是該方法需要接收三個參數,完整的寫法是: static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h )

3.3 應用實例修改

利用動態代理模式修改上述代碼

UML類圖：

刪除上述的TeacherProxy.java，新增ProxyFactory.java

ProxyFactory.java

public class ProxyFactory {

	private Object target;

	public ProxyFactory(Object target) {
		super();
		this.target = target;
	}
	
	public Object getProxyInstance() {

		return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
				target.getClass().getInterfaces(), 
				new InvocationHandler() {
					
					@Override
					public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
						System.out.println("JDK代理開始");
						//反射機制調用目標對象的方法
						Object returnVal = method.invoke(target, args);
						System.out.println("JDK代理結束");
						return returnVal;
					}
				});
	}
}

newProxyInstance說明：

1. ClassLoader loader ： 指定當前目標對象使用的類加載器, 獲取加載器的方法固定
2. Class<?>[] interfaces: 目標對象實現的接口類型，使用泛型方法確認類型
3. InvocationHandler h : 事情處理，執行目標對象的方法時，會觸發事情處理器方法, 會把當前執行的目標對象方法作爲參數傳入(就是方法當成參數傳入 )

修改測試Main.java

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();
		ProxyFactory factory = new ProxyFactory(teacherDao);
		ITeacherDao instance = (ITeacherDao)factory.getProxyInstance();
		instance.teach();
	}
}

輸出結果：

4. Cglib代理

4.1 Cglib代理模式的基本介紹

1. 靜態代理和JDK代理模式都要求目標對象是實現一個接口,但是有時候目標對象只

是一個單獨的對象,並沒有實現任何的接口,這個時候可使用目標對象子類來實現

代理-這就是Cglib代理

2. Cglib代理也叫作子類代理,它是在內存中構建一個子類對象從而實現對目標對象功

能擴展, 有些書也將Cglib代理歸屬到動態代理。

3. Cglib是一個強大的高性能的代碼生成包,它可以在運行期擴展java類與實現java接

口.它廣泛的被許多AOP的框架使用,例如Spring AOP，實現方法攔截

4. 在AOP編程中如何選擇代理模式：

   1. 目標對象需要實現接口，用JDK代理。
   2. 目標對象不需要實現接口，用Cglib代理。

5. Cglib包的底層是通過使用字節碼處理框架ASM來轉換字節碼並生成新的類

4.2 Cglib代理模式實現條件

1. 需要引入cglib的jar文件

2. 在內存中動態構建子類，注意代理的類不能爲final，否則報錯 java.lang.IllegalArgumentException: （ 因爲要使用繼承 ）

3. 目標對象的方法如果爲final/static,那麼就不會被攔截,即不會執行目標對象額外的業務方法.

利用Cglib修改上述代碼

UML類圖：

TeacherDao.java

public class TeacherDao{

	public void teach() {
		System.out.println("開始教學");
	}
}

ProxyFactory.java

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {

	// 目標對象
	private Object target;

	public void setTarget(Object target) {
		this.target = target;
	}

	// 方法調用時會觸發
	@Override
	public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
		System.out.println("CGLIB代理開始");
		Object returnVal = method.invoke(target, args);
		System.out.println("CGLIB代理結束");
		return null;
	}

	// 返回一個代理對象: 是 target 對象的代理對象
	public Object getProxyInstance() {
		// 1. 創建一個工具類
		Enhancer enhancer = new Enhancer();
		// 2. 設置父類
		enhancer.setSuperclass(target.getClass());
		// 3. 設置回調函數
		enhancer.setCallback(this);
		// 4. 創建子類對象，即代理對象
		return enhancer.create();

	}

}

getProxyInstance（）說明：

通過該方法，可以爲無接口實例創建一個代理對象，方法步驟固定。

修改測試Main.java

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		TeacherDao dao = new TeacherDao();
		ProxyFactory factory = new ProxyFactory();
		factory.setTarget(dao);
		TeacherDao instance = (TeacherDao)factory.getProxyInstance();
		
		
		instance.teach();
	}
}

5. 代理模式(Proxy)的變體

5.1 幾種常見的代理模式介紹

1. 防火牆代理 : 內網通過代理穿透防火牆，實現對公網的訪問。

2. 緩存代理 : 比如：當請求圖片文件等資源時，先到緩存代理取，如果取到資源則ok,如果取不到資源，再到公網或者數據庫取，然後緩存。

3. 遠程代理 : 遠程對象的本地代表，通過它可以把遠程對象當本地對象來調用。遠程代理通過網絡和真正的遠程對象溝通信息。

4. 同步代理：主要使用在多線程編程中，完成多線程間同步工作。