JAVA代理模式梳理

唔艾爪哇2024-03-21 14:41

什么是代理模式

代理模式：为其他对象提供一种代理，用以控制对这个对象的访问；

我们使用代理对象，可以在不修改目标对象的基础上，增强主业务逻辑；比如说我们的系统中有一个登录接口，我们要对这个登录接口做一下功能迭代，比如说加一个统计登录耗时的接口，但是我们要加的这个功能不能去修改原有的代码逻辑，就是你不能在登录接口里面直接加这个统计代码，那怎么呢？那就可以通过代理对象来做，通过代理对象，可以在不修改目标对象的登录接口的基础上，还能增强这个业务的逻辑。

这里我们可以使用的代理方式从大范围上讲是有两种，一种是静态代理，一种是动态代理。这两个代理的区别主要是在于代理类创建的时间不同，静态代理是在代码编译的时候就已经创建好了，而动态代理就是在代码运行中的时候创建的。

静态代理

  1. 有一个名为 MemberService 的接口，定义了用户会员服务的基本功能，如登录、登出、获取用户信息。
  2. MemberServiceImpl 类实现了 MemberService 接口，它提供了具体的会员服务功能的实现，例如登录、登出、获取用户信息。当调用这些方法时，会在控制台上输出相应的操作信息。
  3. MemberServiceProxy 类也实现了 MemberService 接口，但它不是直接提供服务的，而是充当一个代理。这个代理类的构造函数接受一个真正的会员服务对象作为参数，它会在真正的服务对象执行前后添加一些额外的功能。
  4. 在代理类中，login 方法是一个示例。在调用真正的会员服务的 login 方法之前，代理类会记录当前时间戳，然后在调用完成后记录另一个时间戳，并计算出操作耗时。这样，你可以看到登录操作花费了多少时间。
  5. 最后，在 Test 类中，我们创建了一个会员服务的代理对象 proxy，并使用它来执行登录操作。当登录时，代理会在控制台上显示登录信息和操作耗时。
java 复制代码 
public interface MemberService {
	String login(String username, Stringpassword);
	void logout();
	String getMemberInfo();
}

public class MemberServiceImpl implements MemberService {
	@Override
	public String login(String username, Stringpassword) {
		System.out.printf("执行登录业务: %s, %s\n", username, password);
		return "登录成功";
	}
	@Override
	public void logout() {
		System.out.println("执行登出业务");
	}
	@Override
	public String getMemberInfo() {
		System.out.println("获取用户信息");
		return "用户信息";
	}
}

public class MemberServiceProxy implements MemberService {
	private MemberService target;
	public MemberServiceProxy(MemberService target) {
		this.target = target;
	}
	@Override
	public String login(String username, Stringpassword) {
		long start =System.currentTimeMillis();
		String result = target.login(username,password);
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("登录耗时：" + (end -start) + "ms");
		return result;
	}
	@Override
	public void logout() {
		target.logout();
	}
	@Override
	public String getMemberInfo() {
		return target.getMemberInfo();
	}
}

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		MemberServiceProxy proxy = new MemberServiceProxy(new MemberServiceImpl());
		proxy.login("123456", "123456");
	}
}

这种静态代理的方式可以让你在不修改原始服务类的情况下，添加一些额外的功能，这样看起来还是比较好用的，但是呢，这种方式还是有一定的缺点，假如说你想给服务里其他接口也添加这个统计耗时的功能，你想给其他服务的接口也添加这个功能，那是不是

  1. 就需要增加类的数量：每个需要代理的类都需要一个对应的代理类。当你有成百上千个服务的时候，代码就会变得非常复杂，维护这成百上千个代理类也会变得困难。
  2. 这种方式也不够灵活：因为静态代理模式是编译时确定的，那就意味着在编译的时候就需要知道代理的具体类型。如果需要在运行时决定使用哪个代理，静态代理就很难做到了。
  3. 这样做维护成本是非常高的：如果我原始类的接口发生变化，代理类也需要相应地更改。这就会导致大量的代理类需要维护。所以，我们可以考虑一个更好的方式来做，就是动态代理。

动态代理

动态代理，实现方式有两种：基于 JDK 的动态代理和基于CGLIB 的动态代理。

静态代理的那个代理类是我们要自己写的，如果有一万个service，那我们要写一万个静态代理类；那么动态代理呢，就是你不管有多少个service，我只要制定一个规则，那这一万个service的代理类我会在程序运行的时候自动帮你生成了。动态代理这种方式就很好的解决了我们之前说的那些问题，它的灵活度非常高，但是呢，也有一定的缺点，就是动态代理是基于反射实现的，在运行的时候要执行反射的逻辑，性能还是有一定损耗的，但是影响不大。

  • JDK的动态代理
java 复制代码 
// 首先还是创建一个动态代理类，然后让他实现jdk的InvocationHandler 接口
public class JdkDynamicProxy implements InvocationHandler {
	// 其中接收一个参数，这个参数就是被代理的对象，如：
	MemberServiceImpl private Object target;
	public JdkDynamicProxy(Object target) {
		this.target = target;
	}
	// 获取代理对象，这个代理对象通过 JDK 的 Proxy 的newProxyInstance 方法进行创建
	// 其中要传入被代理对象的类加载器，这个类加载器会帮助我们加载新生成代理对象的字节码
	// 再传入被代理类的接口类型，也就是告诉一下代理对象，你要生成的对象类型是啥，是Member
	// 服务接口还是Order服务接口
	// 最后传入 this，这个就是一个回调程序，这个程序要实现 InvocationHandler 接口，刚好
	// 我们当前这个类实现了，就直接传进去，然后生成的这个代理对象在调用后就会调用到重写的 invoke 方法
	public Object getProxy() {
		return Proxy.newProxyInstance(
		target.getClass().getClassLoader(), //被代理对象的类加载器
		target.getClass().getInterfaces(), // 被代理类的接口类型
	this // 回调程序，传入当前InvocationHandler 对象，会回调重写的 invoke 方法
	);
}
	// proxy: 生成的代理对象（proxy是jdk在运行时赋值的，在方法中直接使用）
	// method：目标方法
	// args：目标方法的参数（方法执行的参数）
	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		long start =System.currentTimeMillis();
		Object result = method.invoke(target,args);
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println(method.getName() +"方法耗时：" + (end - start) + "ms");
		return result;
	}
}
	public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		JdkDynamicProxy jdkDynamicProxy = new
		JdkDynamicProxy(new MemberServiceImpl());
		MemberService proxy = (MemberService)
		jdkDynamicProxy.getProxy();
		proxy.login("whoiszxl", "123456");
		proxy.getMemberInfo();
		proxy.logout();
	}
}

大致流程就是：

  1. 创建 JDK 动态代理对象，并将 MemberServiceImpl 对象作为 target 参数传进去。
  2. 接着调用 getProxy 方法，其中调用Proxy.newProxyInstance 来加载这个MemberServiceImpl 的代理对象。
  3. 通过生成之后的代理对象调用 login 方法，那就不是MemberServiceImpl 本身的这个方法了，而是调到了InvocationHandler里的 invoke 方法了。
  4. invoke方法中就可以做对应的增强，其中 method 参数就是被代理对象的方法，args 就是被代理对象的方法。
  • CGLIB动态代理

静态代理还有JDK动态代理，它们都需要目标对象去实现一个接口（案例中：MemberServiceImpl 实现MemberService），但是还有些场景下目标对象就是一个对象，它没有实现任何接口，那这种情况我们就不能使用JDK动态代理了，我们就需要使CGLib 动态代理了。

  1. 有一个名为 LoginService 的普通类，它包含一个 login方法，用于执行登录操作，当调用这个方法时，它会在控制台上输出一行文本。
  2. 有一个名为 CglibDynamicProxy 的类，它实现了MethodInterceptor 接口。这个类的目的是创建一个CGLIB动态代理对象，用于代替其他对象执行方法。
  3. 在 CglibDynamicProxy 类的构造函数中，它接收一个目标对象 target，表示你希望代理的对象。
  4. getProxy 方法用于创建代理对象。它使用CGLIB的Enhancer 类，将目标对象的类作为超类（父类），并设置当前对象作为方法拦截器（this 表示当前对象）。然后，它使用 Enhancer 创建代理对象并返回。
  5. 在 intercept 方法中，当代理对象的方法被调用时，它会首先输出一行文本表示CGLIB动态代理的开始，然后调用目标对象的相应方法。接着，它再次输出一行文本表示CGLIB动态代理的结束。
  6. 在 CglibDynamicTest 类中，我们创建了一个CglibDynamicProxy 对象，并将 LoginService 对象传递给它作为目标。然后，我们使用 getProxy 方法获取代理对象，并将其转型为 LoginService 类型。
  7. 最后，我们使用代理对象来调用 login 方法。每次方法被调用时，代理会在方法前后输出文本，以表示CGLIB动态代理的开始和结束。
java 复制代码 
public class LoginService {
	public void login() {
		System.out.println("执行登录操作");
	}
}

public class CglibDynamicProxy implements MethodInterceptor {
	private Object target;
	public CglibDynamicProxy(Object target) {
		this.target = target;
	}
	public Object getProxy() {
		Enhancer enhancer = new Enhancer();
		enhancer.setSuperclass(target.getClass());
		enhancer.setCallback(this);
		return enhancer.create();
	}
	@Override
	public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
		System.out.println("Cglib动态代理start");
		Object invoke = method.invoke(target,objects);
		System.out.println("Cglib动态代理end\n");
		return invoke;
	}
}
public class CglibDynamicTest {
	public static void main(String[] args) {
		CglibDynamicProxy proxy = new CglibDynamicProxy(new LoginService());
		LoginService memberServiceProxy =(LoginService) proxy.getProxy();
		memberServiceProxy.login();
	}
}

写法上和JDK动态代理类似，只有在实现接口的地方和获取代理类的地方有点区别。最大的区别是CGLib代理的不需要被代理对象实现任何接口，它会重写被代理类的所有方法，所以不能代理final修饰的方法或者类。因为被final修饰后，表明这个类不能被继承。

两种动态代理的区别

  1. 实现方式不同

JDK动态代理通过反射去实现被代理对象的所有接口，所以JDK只能代理实现了接口的对象；CGLlib会对代理类所有方法进行重写，所以不是所有的方法都能被代理（private、final不行）；

  1. 拦截被代理对象的方式不同

JDK动态代理是通过实现InvocationHandler接口来实现的，代理对象调用任意方法时，都会先进入 InvocationHandler的invoke()方法，由该方法决定是否调用原对象的方法；CGLIB动态代理则是通过生成目标类的子类，覆盖其中的业务方法，在其内部加入横切逻辑实现拦截的；

  1. 性能和效率不同

JDK 动态代理跟CGLib代理都是在运行期生成新的字节码，但是 CGLib 实现更为复杂，用的是 ASM 框架，生 成代理类的效率比 JDK 低；JDK 动态代理是通过反射机制去查询所有被代理对象的接口，CGLib 代理是通过 FastClass机制直接调用方法，所以执行效率，CGLib 比 JDK 代理要高；

spring用的是哪个代理模式 bean有实现接口的时候用jdk，没有实现的话模式cglib。也可以强制用cglib。

代理模式优缺点

  • 优点

能将代理对象与真实被调用的目标对象分离，降低系统的耦合程度，易于扩展，在增强目标对象职责的同时，可以起到保护对象的作用

  • 缺点

增加系统的复杂度，会在客户端与目标对象之间增加一个代理对象，请求速度变慢

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