代理模式与静态代理、动态代理的实现（Proxy.newProxyInstance、InvocationHandler）

代理模式

代理模式是23种设计模式中比较常用的一种，属于结构型设计模式。在 Android 领域中，有大量的库都使用了代理模式，例如 Retrofit 使用动态代理来实现 API 接口的调用，Dagger 使用代码生成和反射机制来创建依赖注入的代理对象等等。本文将带你了解代理模式，并且介绍静态代理和动态代理的实现方式。

所谓的代理模式，就是当你需要去访问一个对象时，你不直接去访问这个目标对象，而是访问这个目标对象的代理对象。打个比方，你想要跟一个明星打交道，一般来说，你是不能直接找到明星的，只能去找他的经纪人，这个经纪人就相当于代理。这种模式的好处就是可以在目标对象实现的基础上，增强额外的功能操作，即扩展目标对象的功能。

代理的实现方式有三种：静态代理、动态代理以及使用 cglib 或 bytebuddy 开源库创建的代理，不过这里我们现只关注前两个比较常用的。

静态代理

静态代理在使用时 , 需要定义接口或者父类 , 被代理对象 ( 即目标对象 ) 与代理对象一起实现相同的接口或者是继承相同父类。用的时候通过调用代理对象的方法来调用目标对象。例如，我们现定义一个唱歌的接口，然后定义歌手和经纪人两个类来分别实现这个接口。

1. 定义目标对象和代理对象都要实现的接口：

interface ISinger {
    void sing();
}

2. 定义目标对象的类：

class Singer implements ISinger {
    @Override
    public void sing() {
        System.out.println("歌手在唱歌...");
    }
}

3. 定义代理对象的类：

class Agent implements ISinger {

    private Singer singer;

    public Agent(Singer singer) {
        this.singer = singer;
    }

    @Override
    public void sing() {
        System.out.println("经纪人在歌手唱歌之前...");
        singer.sing();
        System.out.println("经纪人在歌手唱歌之后...");
    }
}

4. 使用代理类：

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Singer singer = new Singer();
        Agent agent = new Agent(singer);
        agent.sing();
    }
}

输出：

经纪人在歌手唱歌之前...
歌手在唱歌...
经纪人在歌手唱歌之后...

简单总结一下，静态代理中代理对象与目标对象要实现相同的接口 , 然后通过调用相同的方法来调用目标对象的方法。这里不过通过这里也能看到静态代理的缺点， 由于代理对象和目标对象都要实现相同的接口，所以必然会存在代码冗余，扩展性差等特点。

静态代理虽然简单直观，但在面对复杂系统和需求变化时存在明显的缺点。这个时候，动态代理就出现了，动态代理通过在运行时生成代理类，提供了更高的灵活性和扩展性，是实际开发中更常用的代理模式实现方式。

动态代理

在动态代理中，代理对象不需要实现接口，但是目标对象还是需要实现接口。代理对象的生成，是利用 JDK 的 API ，动态的在内存中构建代理对象。那么是哪个 API 用来生成代理对象呢？

1. Java 中用于生成代理对象的API

在 Java 中，java.lang.reflect.Proxy 类为对象生成代理提供了方法：

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)

• 参数一 loader：用于指定用哪个类加载器，去加载生成的代理类；
• 参数二 interfaces：指定这个代理类能够代理目标对象的哪些方法和接口；
• 参数三 h：用来指定生成的代理对象在方法被调用时如何进行处理；

下面就将上面的静态代理例子改成动态代理。

2. 确定目标对象接口和目标对象类

这个步骤的代码是 ISinger 接口和 Singer 类，跟上面静态代码是一样的

interface ISinger {
    void sing();
}

class Singer implements ISinger {
    @Override
    public void sing() {
        System.out.println("歌手在唱歌...");
    }
}

3. 调用 newProxyInstance 方法生成代理对象：

Singer singer = new Singer();
ISinger proxy = (ISinger) Proxy.newProxyInstance(
    singer.getClass().getClassLoader(),
    singer.getClass().getInterfaces(), 
    new InvocationHandler() {
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            System.out.println("Before method: " + method.getName());
            Object result = method.invoke(singer, args);
            System.out.println("After method: " + method.getName());
            return result;
        }
    });

这里 Proxy.newProxyInstance 的三个参数前面已经说过了，但是第三个参数是一个 InvocationHandler 接口，当外部调用代理对象的方法时，都会调用到这个接口中的 invoke 方法。这个方法的三个参数意义如下：

public class InvocationHandler {
    /**
     * @param proxy：代理实例，即当前代理对象本身。当 invoke 方法被调用时，这个参数就是代理对象的一个引用。
     * @param method：被调用的方法对象。它表示代理实例上被调用的方法，在 invoke 方法中可以需要调用 method.invoke 以触发方法。
     * @param args：调用方法时传递的参数数组。若没有参数，则该数组为 null。
     */
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args);
}

这里要注意一点，如果在 invoke 中调用了 proxy 对象的方法，就很有可能造成代理对象方法的递归调用，这样会出现栈溢出的异常。

4. 使用代理对象：

//通过代理对象，调用目标对象的方法
proxy.sing();

//输出：
//Before method: sing
//歌手在唱歌...
//After method: sing

可见，动态代理使得我们可以在运行时为目标对象添加额外的功能，而无需修改目标对象的代码。通过这个例子，咱们也了解了如何创建动态代理。

但是有人又问了，即使是动态代理，也需要目标对象实现一些接口，那有没有办法可以做任何对象的代理，而不要求目标对象时间接口呢？还真有这种方法，那就是使用 cglib 或是 ByteBuddy 库。

关于 cglib 或 ByteBuddy 库

前面说到，静态代理和动态代理模式都要求目标对象是实现一个接口 , 但是有时候目标对象只是一个单独的对象, 并没有实现任何的接口 , 这个时候想要实现代理，就必须使用 cglib（https://github.com/cglib/cglib） 或是 ByteBuddy（https://bytebuddy.net/#/） 库。

但是本文不讲解这两个库，只是想让大家知道有这么两个东西能够实现这种代理，如果需要，还需要大家自行查阅相关资料。

其中 cglib 已经不再维护了，而且在新版本的 Java 中似乎有些问题，因此现在更推荐 ByteBuddy 这个库。