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Java中的代理实现

Java中的代理实现

作者: 多喝水JS | 来源:发表于2019-01-16 14:45 被阅读20次
    简介

    代理是一种模式,提供了对目标对象的间接访问方式,即通过代理访问目标对象。如此便于在目标实现的基础上增加额外的功能操作,前拦截,后拦截等,以满足自身的业务需求,同时代理模式便于扩展目标对象功能的特点也为多人所用。
    图示:


    java中代理模式可以分为静态代理和动态代理

    静态代理

    静态代理的实现比较简单,代理类通过实现与目标对象相同的接口,并在类中维护一个代理对象。通过构造器塞入目标对象,赋值给代理对象,进而执行代理对象实现的接口方法,并实现前拦截,后拦截等所需的业务功能。
    例子:

    public interface StatisticUser {
        void execute();
    }
    /**
     * 目标
     *
     */
    public class StatisticUserImpl implements StatisticUser {
    
        @Override
        public void execute() {
            System.out.println("开始统计!");
        }
    
    }
    /**
     * 代理类
     *
     */
    public class StatisticUserProxy implements StatisticUser {
    
        private StatisticUser statistic;
    
        public StatisticUserProxy(StatisticUser statistic) {
            this.statistic = statistic;
        }
    
        @Override
        public void execute() {
            System.out.println("统计之前进行校验!");
            // 调用真正的目标
            statistic.execute();
            System.out.println("统计之后进行数据汇总!");
        }
    
        public StatisticUser getStatistic() {
            return statistic;
        }
    
        public void setStatistic(StatisticUser statistic) {
            this.statistic = statistic;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            StatisticUserProxy proxy = new StatisticUserProxy(new StatisticUserImpl());
            proxy.execute();
        }
    }
    

    输出:

    统计之前进行校验!
    开始统计!
    统计之后进行数据汇总!
    

    静态代理的总结

    优点:可以做到不对目标对象进行修改的前提下,对目标对象进行功能的扩展和拦截。
    缺点:代理类和委托类的关系再程序运行前就已经存在,需要实现与目标对象一样的接口,会导致代理类十分繁多,不易维护,同时一旦接口增加方法,则目标对象和代理类都需要维护。

    动态代理

    动态代理是指动态的在内存中构建代理对象。
    例如:基于JDK的动态代理可以针对接口生成动态代理。
    采用:CGLIB,ASM等相关的操作字节码实现类动态代理

    JDK动态代理

    例子:

    public static class DynamicProxy implements InvocationHandler {
            public Object target;
    
            public Object bind(Object target) {
                this.target = target;
                return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);
            }
    
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                return method.invoke(target, args);
            }
    }
    
    public static interface IUser {
        public String sayHello(String speakString);
    }
    
    public static class UserImpl implements IUser {
    
        @Override
        public String sayHello(String speakString) {
            return "welcome " + speakString;
        }
    }
    
      //调用
     public static void main(String[] args) {
            /* 设置此系统属性,让JVM生成的Proxy类写入文件.保存路径为:com/sun/proxy(如果不存在请手工创建) */
            System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
            System.out.println(Proxy.getProxyClass(IUser.class.getClassLoader(), IUser.class));
                  //生成代理对象
            IUser userImpl = (IUser) new DynamicProxy().bind(new UserImpl());
                  //通过代理对象调用
            System.out.println(userImpl.sayHello("Proxy"));
        }
    

    输出:

    class com.sun.proxy.$Proxy0
    welcome Proxy
    
    原理

    main函数加入这句代码

    /* 设置此系统属性,让JVM生成的Proxy类写入文件.保存路径为:com/sun/proxy(如果不存在请手工创建) */
            System.setProperty("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
    

    执行成功,将在项目的com\sun\proxy包下生成$Proxy0.class字节码,反编译后是这样的:

    public final class $Proxy0
      extends Proxy
      implements IUser
    {
      private static Method m1;
      private static Method m3;
      private static Method m2;
      private static Method m0;
      
      public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)
        throws 
      {
        super(paramInvocationHandler);
      }
      
      public final boolean equals(Object paramObject)
        throws 
      {  
          return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
       //异常处理省略。。。
      }
      
      public final String sayHello(String paramString)
        throws 
      {  
        // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
          return (String)this.h.invoke(this, m3, new Object[] { paramString });
       //异常处理省略。。。
      }
      
      public final String toString()
        throws 
      {
          return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
    //异常处理省略。。。
      }
      
      public final int hashCode()
        throws 
      {
        // 方法功能实现交给InvocationHandler处理
          return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
     //异常处理省略。。。
      }
      
      static
      {  
      //为每一个需要方法对象,当调用相应的方法时,分别将方法对象作为参数传递给InvocationHandler处理  
          m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
          m3 = Class.forName("com.test.IUser").getMethod("sayHello", new Class[] { Class.forName("java.lang.String") });
          m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
          m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
          return;
         }
    }
    
    

    从上面可以看出

    1.继承自 java.lang.reflect.Proxy,实现了IUser接口;
    2.所有的方法功能的实现都统一调用了InvocationHandler的invoke()方法。

    动态代理的总结

    优点:代理对象无需实现接口,免去了编写很多代理类的烦恼,同时接口增加方法也无需再维护目标对象和代理对象,只需在事件处理器中添加对方法的判断即可。
    缺点:代理对象不需要实现接口,但是目标对象一定要实现接口,否则无法使用JDK动态代理。

    CGLIB动态代理

    上面提到JDK动态代理只能对实现了接口的类生成代理,而不能针对类
    CGLIB(Code Generation Library),是一个强大的,高性能,高质量的Code生成类库,它可以在运行期扩展Java类与实现Java接口

    public class CGLIBApplication {
    
        public void init() {
            System.out.println("初始化执行!");
        }
    }
    /**
     * 实现了方法拦截器接口 
     */
    public class CGLIBApplicationInterceptor implements MethodInterceptor {
    
        @Override
        public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
            System.out.println("应用初始化前。。");
            // 调用目标方法进行初始化
            proxy.invokeSuper(obj, args);
            System.out.println("应用初始化后。。。");
            return null;
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            CGLIBApplication application = new CGLIBApplication();
            CGLIBApplicationInterceptor interceptor = new CGLIBApplicationInterceptor();
            // cglib 中加强器,用来创建动态代理
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            // 设置要创建动态代理的类
            enhancer.setSuperclass(application.getClass());
            // 设置回调,这里相当于是对于代理类上所有方法的调用,都会调用CallBack,而Callback则需要实行intercept()方法进行拦截,回调就是让CGLIBApplicationInterceptor类来调用intercept方法
            enhancer.setCallback(interceptor);
            CGLIBApplication proxy = (CGLIBApplication) enhancer.create();
            proxy.init();
    
        }
    }
    

    输出

    应用初始化前。。
    初始化执行!
    应用初始化后。。。
    

    cglib 创建某个类A的动态代理类的模式是:

    1. 查找A上的所有非final 的public类型的方法定义;
    2. 将这些方法的定义转换成字节码;
    3. 将组成的字节码转换成相应的代理的class对象;
    4. 实现 MethodInterceptor接口,用来处理 对代理类上所有方法的请求(这个接口和JDK动态代理InvocationHandler的功能和角色是一样的)

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