代理模式核心概念
代理模式是一种结构型设计模式,通过创建一个代理对象来控制对原始对象的访问。主要分为两类:
一、静态代理 (Static Proxy)
定义 :在编译期确定代理关系的模式,代理类和目标类都需要实现相同的接口。
核心特点:
- 手动编码:需要为每个目标类编写对应的代理类
- 编译时绑定:代理关系在编译期确定
- 强类型:代理类直接实现目标接口
- 无反射:直接调用目标方法,性能较高
实现步骤:
java
// 1. 定义接口
interface Database {
void query(String sql);
}
// 2. 真实目标类
class MySQL implements Database {
public void query(String sql) {
System.out.println("执行MySQL查询: " + sql);
}
}
// 3. 静态代理类
class DatabaseProxy implements Database {
private Database target;
public DatabaseProxy(Database target) {
this.target = target;
}
public void query(String sql) {
// 前置增强
System.out.println("[日志] 开始执行查询: " + sql);
// 调用真实对象
target.query(sql);
// 后置增强
System.out.println("[日志] 查询完成");
}
}
// 4. 使用代理
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Database realDB = new MySQL();
Database proxy = new DatabaseProxy(realDB);
proxy.query("SELECT * FROM users");
}
}
输出:
[日志] 开始执行查询: SELECT * FROM users
执行MySQL查询: SELECT * FROM users
[日志] 查询完成
优点:
- 代码直观,易于理解
- 编译期检查,类型安全
- 执行效率高(无反射开销)
缺点:
- 每个目标类都需要创建代理类
- 接口变更时代码需要同步修改
- 无法动态扩展功能
适用场景:
- 代理少量固定类
- 需要严格类型检查的场景
- 性能敏感的场景
二、动态代理 (Dynamic Proxy)
定义 :在运行时动态创建代理对象的模式,无需提前编写代理类。
核心特点:
- 运行时生成:代理类在程序运行时动态创建
- 基于接口:JDK动态代理要求目标类必须实现接口
- 反射机制:通过反射调用目标方法
- 灵活扩展:一个代理类可代理多个目标类
1. JDK 动态代理(基于接口)
java
// 1. 定义接口(同上)
interface Database { ... }
// 2. 真实目标类(同上)
class MySQL implements Database { ... }
// 3. 实现InvocationHandler
class LoggingHandler implements InvocationHandler {
private Object target;
public LoggingHandler(Object target) {
this.target = target;
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("[日志] 开始执行: " + method.getName());
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println("[日志] 执行完成");
return result;
}
}
// 4. 使用代理
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Database realDB = new MySQL();
Database proxy = (Database) Proxy.newProxyInstance(
Database.class.getClassLoader(),
new Class[]{Database.class},
new LoggingHandler(realDB)
);
proxy.query("SELECT * FROM orders");
}
}
2. CGLIB 动态代理(基于继承)
java
// 1. 目标类(无需接口)
class PaymentService {
public void pay(double amount) {
System.out.println("支付金额: " + amount);
}
}
// 2. 方法拦截器
class PaymentInterceptor implements MethodInterceptor {
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
System.out.println("[安全校验] 开始支付");
Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
System.out.println("[通知] 支付成功");
return result;
}
}
// 3. 使用代理
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(PaymentService.class);
enhancer.setCallback(new PaymentInterceptor());
PaymentService proxy = (PaymentService) enhancer.create();
proxy.pay(199.99);
}
}
输出:
[安全校验] 开始支付
支付金额: 199.99
[通知] 支付成功
优点:
- 无需编写代理类
- 支持代理多个目标类
- 功能扩展灵活
- 适应接口变化
缺点:
- JDK代理要求目标类必须实现接口
- CGLIB不能代理final类/方法
- 反射调用有性能开销
- 调试相对复杂
适用场景:
- AOP实现(如Spring)
- 远程方法调用(RPC)
- 事务管理
- 权限控制
- 日志记录
三、关键对比
特性 | 静态代理 | 动态代理 |
---|---|---|
创建时机 | 编译期 | 运行时 |
实现方式 | 手动编码代理类 | 自动生成字节码 |
接口要求 | 需要实现相同接口 | JDK代理需要接口/CGLIB不需要 |
性能 | 高(直接调用) | 中(反射调用) |
扩展性 | 差(每类需单独代理) | 强(通用代理处理器) |
代码复杂度 | 高(重复代码多) | 低(集中处理) |
维护成本 | 高(接口变更需修改) | 低(自动适应) |
代理类数量 | 与目标类数量相同 | 运行时动态生成 |
四、Spring框架中的应用
-
AOP实现:
- JDK动态代理:代理接口实现类
- CGLIB:代理无接口的类
java// Spring配置强制使用CGLIB @EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true)
-
事务管理:
java@Transactional // 基于动态代理实现 public void transfer(Account from, Account to, double amount) { // ... }
-
解决循环依赖:
- 通过三级缓存存储代理对象
- 提前暴露代理对象解决依赖
-
声明式服务:
@Cacheable
缓存代理@Async
异步方法代理@Retryable
重试代理
最佳实践 :在Spring Boot 3.x中,默认优先使用CGLIB代理(通过设置
spring.aop.proxy-target-class=true
),因为它能代理任何类而不仅限于接口实现类。
AOP 中的代理机制详解
在 AOP(面向切面编程)中,代理是实现横切关注点(如日志、事务、安全等)的核心技术。Spring AOP 主要使用动态代理实现切面功能,下面详细解析其在 AOP 中的应用:
一、代理在 AOP 中的作用
-
解耦核心业务与横切逻辑
- 代理对象包裹原始对象(Target)
- 在方法执行前后插入增强逻辑(Advice)
java// 代理执行流程 proxy.method() { beforeAdvice(); // 前置增强 target.method(); // 原始方法 afterAdvice(); // 后置增强 }
-
实现方式对比
代理类型 实现机制 在 AOP 中的应用场景 静态代理 手动编写代理类 简单场景,不常用 动态代理 运行时生成字节码 Spring AOP 默认实现
二、Spring AOP 的代理实现
1. JDK 动态代理(基于接口)
-
触发条件:目标类实现了至少一个接口
-
实现原理 :
javapublic class JdkDynamicProxy { public static Object createProxy(Object target) { return Proxy.newProxyInstance( target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), // 关键:获取所有接口 (proxy, method, args) -> { System.out.println("[前置增强]"); Object result = method.invoke(target, args); System.out.println("[后置增强]"); return result; } ); } }
2. CGLIB 动态代理(基于继承)
-
触发条件:目标类未实现接口
-
实现原理 :
javapublic class CglibProxy { public static Object createProxy(Class<?> targetClass) { Enhancer enhancer = new Enhancer(); enhancer.setSuperclass(targetClass); // 关键:设置父类 enhancer.setCallback((MethodInterceptor) (obj, method, args, proxy) -> { System.out.println("[事务开始]"); Object result = proxy.invokeSuper(obj, args); System.out.println("[事务提交]"); return result; }); return enhancer.create(); } }
三、Spring AOP 代理工作流程
典型场景:日志记录切面
java
@Aspect
@Component
public class LoggingAspect {
// 切点定义
@Pointcut("execution(* com.example.service.*.*(..))")
public void serviceMethods() {}
// 环绕通知(最强大的通知类型)
@Around("serviceMethods()")
public Object logMethod(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
String methodName = joinPoint.getSignature().getName();
// 前置增强
System.out.println("[LOG] 进入方法: " + methodName);
try {
// 执行原始方法
Object result = joinPoint.proceed();
// 后置增强
System.out.println("[LOG] 方法成功: " + methodName);
return result;
} catch (Exception e) {
// 异常增强
System.out.println("[LOG] 方法异常: " + methodName);
throw e;
}
}
}
代理执行时序:
- 容器创建目标 Bean(如
UserService
) - 检测到需要 AOP 增强
- 根据目标类选择代理方式:
- 有接口 → JDK 代理
- 无接口 → CGLIB 代理
- 生成代理对象并注入到依赖方
- 方法调用时执行增强链
四、关键特性解析
1. 代理选择策略
-
Spring Boot 2.x+ :默认优先使用 CGLIB
properties# 显式配置使用 CGLIB spring.aop.proxy-target-class=true
-
传统 Spring:按目标类是否实现接口自动选择
2. 代理限制与解决方案
问题 | 解决方案 |
---|---|
自调用失效(this调用) | 使用 AopContext.currentProxy() |
final 方法无法增强 | 避免对 final 方法使用 AOP |
构造方法不拦截 | 改用初始化回调(@PostConstruct ) |
私有方法不拦截 | Spring AOP 只拦截 public 方法 |
3. 性能优化建议
-
减少切点匹配复杂度 :精确限定切点范围
java// 优化前(低效) @Pointcut("execution(* com.example..*.*(..))") // 优化后(高效) @Pointcut("execution(public * com.example.service.*Service.*(..))")
-
避免在切面中做重型操作:如数据库访问
-
合理使用缓存:对重复计算的结果进行缓存
五、静态代理在 AOP 中的应用
虽然 Spring AOP 主要使用动态代理,但理解静态代理有助于掌握 AOP 本质:
手动实现 AOP 效果(伪代码)
java
// 原始类
class UserService {
public void saveUser(User user) {
// 业务逻辑
}
}
// 静态代理增强
class UserServiceProxy extends UserService {
private UserService target;
public UserServiceProxy(UserService target) {
this.target = target;
}
@Override
public void saveUser(User user) {
// 前置增强
log.info("开始保存用户");
// 调用原始方法
target.saveUser(user);
// 后置增强
log.info("用户保存成功");
}
}
注意:实际 Spring AOP 不采用此方式,因为需要为每个类创建代理,无法应对复杂系统。
六、最佳实践
-
优先使用接口:方便 JDK 代理,避免 CGLIB 限制
java// 推荐实现接口 public class OrderService implements IOrderService {...}
-
最小化切面范围:精确控制增强目标
java// 精确到具体方法 @Pointcut("execution(* com.example.service.OrderService.createOrder(..))")
-
谨慎使用 @Around :确保调用
proceed()
java@Around("pointcut()") public Object aroundAdvice(ProceedingJoinPoint pjp) { // 必须调用 pjp.proceed() return pjp.proceed(); }
-
代理类型检测:
javaif (AopUtils.isJdkDynamicProxy(bean)) { // JDK 代理处理 } else if (AopUtils.isCglibProxy(bean)) { // CGLIB 代理处理 }
通过合理利用代理机制,Spring AOP 实现了业务逻辑与横切关注的完美解耦,是构建可维护、可扩展系统的关键技术。