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代理与动态代理详解

1、代理模式

所谓代理,就是一个人或者一个机构代表另一个人或者另一个机构采取行动。在一些情况下,一个客户不想或者不能够直接引用一个对象,而代理对象可以在客户端和目标对象之前起到中介的作用。
代理模式给某一个对象提供一个代理对象,并由代理对象控制对原对象的引用。

生活中的例子:过年加班比较忙,没空去买火车票,这时可以打个电话到附近的票务中心,叫他们帮你买张回家的火车票,当然这会附加额外的劳务费。但要清楚票务中心自己并不卖票,只有火车站才真正卖票,票务中心卖给你的票其实是通过火车站实现的。这点很重要!

上面这个例子,你就是“客户”,票务中心就是“代理角色”,火车站是“真实角色”,卖票称为“抽象角色”!


代理模式JAVA代码示例:

 //抽象角色:抽象类或接口
 interface Business
 {
     void doAction();
 }
 //真实角色:真正实现了业务逻辑接口
 class BusinessImpl implements Business
 {
     public void doAction()
    {
        System.out.println("真实角色中的方法被执行!");
    }
}
//代理角色:自己并未实现业务逻辑接口,而是调用真实角色来实现
class BusinessImplProxy implements Business
{
    private BusinessImpl bi;
    public void doAction()
    {
        if (bi==null)
        {
            bi = new BusinessImpl();
        }
        doBefore();
        bi.doAction();
        doAfter();
    }
    public void doBefore()
    {
        System.out.println("前置处理!");
    }
    public void doAfter()
    {
        System.out.println("后置处理!");
    }
}
//测试类
class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        //引用变量定义为抽象角色类型
        Business bi = new BusinessImplProxy();
        bi.doAction();
    }
}

代理模式允许使用抽象类或接口作为“抽象角色”,每个“代理角色”代理了一个“真实角色”,如果要代理的“真实角色”比较多,这势必造成大量的“代理角色”造成代码的急剧膨胀,其实其内部结构都是类似的,要是在运行时能动态生成“代理角色”就好了。

2、JAVA中的动态代理模式

从JDK1.3开始,java中引入了动态代理机制。相关的接口或类有如下两个:InvocationHandler和Proxy,都位于java.lang.reflect包下
InvocationHandler接口只定义了一个抽象方法:
        Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) 
Proxy类中主要的2个静态方法:
        Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader, Class<?>… interfaces) 
        Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
        getProxyClass返回一个动态创建的代理类(Class),newProxyInstance则返回改代理类的实例(Object)。

所以,借助于JVM的支持,可以在运行时动态生成代理类(“代理角色”),我们就可以解决上述代理模式中代码膨胀的问题,使用了动态代理后,“代理角色”将不用手动生成,而由JVM在运行时,通过指定类加载器、接口数组、调用处理程序这3个参数来动态生成。

动态代理模式JAVA代码示例:

 import java.lang.reflect.InvocationHandler;
 import java.lang.reflect.Proxy;
 import java.lang.reflect.Method;
 //抽象角色:java动态代理的实现目前只支持接口,不支持抽象类
 interface BusinessFoo
 {
     void foo();
 }
 interface BusinessBar
{
    String bar(String message);
}
//真实角色:真正实现业务逻辑方法
class BusinessFooImpl implements BusinessFoo
{
    public void foo()
    {
        System.out.println("BusinessFooImpl.foo()");
    }
}
class BusinessBarImpl implements BusinessBar
{
    public String bar(String message)
    {
        System.out.println("BusinessBarImpl.bar()");
        return message;
    }
}
//动态角色:动态生成代理类
class BusinessImplProxy implements InvocationHandler
{
    private Object obj;
    BusinessImplProxy() {
    }
    BusinessImplProxy(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }
    public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throws Throwable
    {
        Object result = null;
        doBefore();
        result = method.invoke(obj,args);
        doAfter();
        return result;
    }
    public void doBefore(){
        System.out.println("do something before Business Logic");
    }
    public void doAfter(){
        System.out.println("do something after Business Logic");
    }
    public static Object factory(Object obj)
    {
        Class cls = obj.getClass();
        return Proxy.newProxyInstance(cls.getClassLoader(),cls.getInterfaces(),new BusinessImplProxy(obj));
    }
}
//测试类
public class DynamicProxy
{    
    public static void main(String[] args) throws Throwable
    {
        BusinessFooImpl bfoo = new BusinessFooImpl();
        BusinessFoo bf = (BusinessFoo)BusinessImplProxy.factory(bfoo);
        bf.foo();
        System.out.println();
        
        BusinessBarImpl bbar = new BusinessBarImpl();
        BusinessBar bb = (BusinessBar)BusinessImplProxy.factory(bbar);
        String message = bb.bar("Hello,World");
        System.out.println(message);
    }
}

程序流程说明:
       new BusinessFooImpl();创建一个“真实角色”,传递给工厂方法BusinessImplProxy.factory(),进而初始化“调用处理器”——即实现InvocationHandler的类。并返回一个动态创建的代理类实例,由于“代理角色”也必然实现了“抽象角色”提供的业务逻辑方法,故可向下转型为BusinessBar,并赋值给指向BusinessBar类型的引用bb。
       newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)方法由程序员来指定参数动态返回需要的代理类,而invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) 方法则是由JVM在运行时动态调用的。当执行“bb.bar("Hello,World");”方法时,JVM动态指派“调用处理器”,向外层invoke传递参数,并调用method.invoke(obj,args)真正执行!

BusinessImplProxy.Factory静态方法用来动态生成代理类(“代理角色”),在运行时根据不同的业务逻辑接口BusinessFoo和BusinessBar,在运行时分别动态生成了代理角色。“抽象角色”、“代理角色”以及调用处理器(实现InvocationHandler接口的类)这三者都可以改变,所以说JAVA的动态代理十分强大。

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