Java深入浅出系列——深入剖析动态代理--从静态代理到动态代理的演化

Posted 2020-09-27 gccbuaa

静态代理

 

          如上图，在程序执行之前。程序猿就要编写Proxy。然后进行编译，即在程序执行之前，代理类的字节码文件就已经生成了（Proxy类的class文件已经存在了）。

 

         静态代理尽管在增强现有的接口业务功能方面有非常大长处，可是大量使用这样的静态代理，会使系统内的类的规模大量增大，不易维护。而且Proxy类和RealSubject类功能本质上是一样的。仅仅只是Proxy起到了一个中介的作用，这样的代理在系统中的存在导致了系统结构的臃肿和松散。

    为了解决问题。产生了动态代理。动态代理是在系统执行中，在须要代理的地方依据接口以及RealSubject动态的生成代理Proxy类，用完之后就会销毁，避免了Proxy类在系统中冗余的问题了。

 

来看以下的样例：

         通过静态代理的实现。手写字节码动态生成代理：

      

/*
 * 售票服务接口
 */
public interface TicketService {

	//售票
	public void sellTicket();
	
	//问询
	public void inquire();
	
	//退票
	public void withdraw();
}

/**
 * 售票服务接口实现类，车站
 * @author Emily-T
 *
 */
public class Station implements TicketService {

	@Override
	public void sellTicket() {
		System.out.println("----------售票------------");
	}

	@Override
	public void inquire() {
		System.out.println("--------------问询-------------");

	}

	@Override
	public void withdraw() {
		System.out.println("-------------退票--------------");

	}

}

/**
 * 车票代售点
 * 
 * @author Emily-T
 *
 */
public class StationProxy implements TicketService {

	private Station station;

	// get,set与这样的构造函数的有什么差别？
	public StationProxy(Station station) {
		this.station = station;
	}

	@Override
	public void sellTicket() {

		//  1.做真正业务前，提示信息           
		this.showAlertInfo("××××您正在使用车票代售点进行购票，每张票将会收取5元手续费！××××");
		//  2.调用真实业务逻辑           
		station.sellTicket();
		//  3.后处理           
		this.takeHandlingFee();
		this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临。再见！××××\n");
	}

	@Override
	public void inquire() {
		//  1做真正业务前。提示信息          
		this.showAlertInfo("××××欢迎光临本代售点，问询服务不会收取不论什么费用，本问询信息仅供參考，详细信息以车站真实数据为准。××××");
		//  2.调用真实逻辑           
		station.inquire();
		//  3。后处理           
		this.showAlertInfo("××××欢迎您的光临。再见！××××\n");

	}

	@Override
	public void withdraw() {
		//  1。真正业务前处理           
		this.showAlertInfo("××××欢迎光临本代售点，退票除了扣除票额的20%外。本代理处额外加收2元手续费！
××××");
		//  2.调用真正业务逻辑           
		station.withdraw();
		//  3.后处理           
		this.takeHandlingFee();
	}

	/*
	 *  展示额外信息       
	 */
	private void showAlertInfo(String info) {
		System.out.println(info);
	}

	/*
	 * 收取手续费
	 */
	private void takeHandlingFee() {
		System.out.println("收取手续费，打印发票。
。
。
。。。\n");
	}
}

public class Test {

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		createProxy();

	}
	
	private static void createProxy() throws Exception{
		ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
		
		CtClass cc = pool.makeClass("com.ltt.proxy.StationProxy");
		
		//设置接口
		CtClas interface1 = pool.get("com.ltt.proxy.TicketService");
		cc.setInterfaces(new CtClass[]{interface1});
		
		//设置field
		CtField field = CtField.make("private com.ltt.proxy.Station station;",cc);
		
		cc.addField(field);
		
		CtClass stationClass = pool.get("com.ltt.proxy.Station");
		CtClass[] arrays = new CtClass[]{stationClass};
		CtConstructor ctc = CtNewConstructor.make(arrays,null,CtNewConstructor.PASS_NONE,null,null,cc);
		
		//设置构造函数内部信息
		ctc.stBody("{this.station=$1;}");
		cc.addConstructor(ctc);
		
		//创建收取手续takeHandlingFee方法
		CtMethod takeHandlingFee = CtMethod.make("private void takeHandlingFee(){}",cc);
		takeHandlingFee.setBody("System.out.println(\"收取手续费，打印发票\");");
		cc.addMethod(takeHandlingFee);
		
		//创建showAlertInfo方法
		CtMethod showInfo = CtMethod.make("private void showAlertInfo(String info){}",cc);
		showInfo.setBody("System.out.println($1);");
		cc.addMethod(showInfo);
		
		//售票
		CtMethod sellTicket = CtMethod.make("public void sellTicket(){}",cc);
		sellTicket.setBody("{this.showAlertInfo(\"xxx您正在使用车票代售点进行购票。每张票将会收取5元手续费!xxx\");"+"station.sellTicket();"
		+"this.takeHandlingFee();"
				+"this.showAlertInfo(\"xxx欢迎您的光临，再见! xxxx\");}");
		
		cc.addMethod(sellTicket);
		
		//加入inquire方法
		CtMethod inquire = CtMethod.make("public void inquire(){}",cc);
		inquire.setBody("{this.showAlertInfo(\"xxxx欢迎光临本代售点，问询服务不会收取不论什么费用。本问询信息仅供參考，"
				+ "详细信息以车站真实数据为准!xxxx\");"
				+ "station.inquire();"
				+"this.showAlertInfo(\"xxxx欢迎您的光临。再见！xxxx\");}");
		cc.addMethod(inquire);
		
		//加入widthraw方法
		CtMethod withdraw = CtMethod.make("public void withdraw(){}",cc);
		withdraw.setBody("{this.showAlertInfo(\"xxxx欢迎光临本代售点，退票除了扣除票额的20%外，本代理处额外加收2元手续费!xxxx\");"
				+"station.withdraw();"
				+"station.takeHandlingFee();}");
		cc.addMethod(withdraw);
		
		//获取动态生成的class
		Class c = cc.toClass();
		//获取构造器
		Constructor constructor = c.getConstructor(Station.class);
		//通过构造器实例化
		TicketService o = (TicketService) constructor.newInstance(new Station());
		o.inquire();
		cc.writeFile("D://Test");
		
	}

}

        通过上面的代码发现。我们手动创建的代理，里面都有非常多的业务逻辑。冗余性代码非常多，可扩展性非常差，并且本来是为了降低冗余代码。解耦的。这样反而添加了冗余代码以及代理生成的难度。假设是业务逻辑非常复杂的业务，这样的做法是不可取的。

         那么以下我们进一步抽象，把手动创建代理抽象封装。就有了如今的JDK或者是CGLIB动态代理。

 

         从图中能够看出，在调用真正的方法前后插入业务代码。也就是在触发（invoke）真实角色方法之前或者之后做一些额外的业务。为了构造出具有通用型和简单性的代理类，能够将全部的触发真实角色动作交给一个触发的管理器，让这个管理器统一地管理触发。

这样的管理器就是InvocationHandler.

 

        在静态代理中，代理Proxy中的方法都制定了调用特定的RealSubject中相应的方法。动态代理是将自己的方法功能实现交给InvocationHandler角色。外界对Proxy角色中的每个方法的调用，Proxy都会交给InvocationHandler来处理。InvocationHandler调用详细对象的角色方法。

 

代理类应该和真实对象实现功能同样。所以有两种方式：

1、代理类和真实对象实现同样的接口

2、通过继承。代理类继承RealSubject。这样Proxy有了RealSubject的功能，代理类还能够重写RealSubject中的方法实现多态。

那么这两种方式各自是：第一种是JDK动态代理的实现方式，另外一种是CGLIB的实现方式。

       从原理上我们不难理解JDK动态代理以及CGLIB动态代理。都是通过一步步的抽象封装从而达到解决某类问题。产生详细应用方案的过程。