你有被代理过吗？讲讲开源框架都在用的代理模式

Posted 2022-02-24 三分恶

大家好，我是老三。

这节我们来看一个非常重要的设计模式——代理模式，尽管我们工作中可能很少用到，但它是很多框架重要功能的基石，肘，我们开始吧。

引言

节假日的地铁站，你是否见过有人掏出电脑，原地输出，原来是群里被疯狂@……

用户提问题，客服@我们解决，可能很多开发同学都经历过这样的场景。

用户找到客服，提出问题，客服又找到开发同学，让开发同学去解决问题，开发同学解决完，最后反馈给客服，客服再反馈到用户。

站在用户的视角，感觉就是客服解决了这个问题，这其实就是一种代理。

我们以这个例子，来看看Java怎么实现代理模式的吧。

Java的三种代理模式实现

代理模式的定义：

Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it.（为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。）

简单说，就是设置一个中间代理来控制访问原目标对象，达到增强原对象的功能和简化访问方式的目的。

Java实现代理模式分为两类三种，两类是静态代理和动态代理，动态代理又可以分为JDK动态代理和CGLIB动态代理。

静态代理

静态代理比较简单，代理类需要实现和目标接口类一样的接口。

• 接口类：ISolver

  public interface ISolver 
      void solve();
  
  

• 目标类：Solver

  public class Solver implements ISolver 
      @Override
      public void solve() 
          System.out.println("疯狂掉头发解决问题……");
      
  
  

• 代理类：SolverProxy，代理类也要实现接口，并且还要维护一个目标对象。

  public class SolverProxy implements ISolver 
      //目标对象
      private ISolver target;
  
      public SolverProxy(ISolver target) 
          this.target = target;
      
  
      @Override
      public void solve() 
          System.out.println("请问有什么能帮到您？");
          target.solve();
          System.out.println("问题已经解决啦!");
      
  
  

• 客户端；Client

  public class Client 
      public static void main(String[] args) 
          //目标对象:程序员
          ISolver developer = new Solver();
          //代理：客服小姐姐
          SolverProxy csProxy = new SolverProxy(developer);
          //目标方法：解决问题
          csProxy.solve();
      
  
  

• 运行结果

  请问有什么能帮到您？
  疯狂掉头发解决问题……
  问题已经解决啦!
  

我们看到，通过静态代理，可以在不修改目标对象的前提下扩展目标对象的功能。

但是，它也有一些问题：

• 冗余：由于代理对象要实现与目标对象一致的接口，会产生过多的代理类。
• 维护性不佳：一旦接口增加方法，目标对象与代理对象都要进行修改。

JDK动态代理

JDK动态代理利用了JDK反射机制，动态地在内存中构建代理对象，从而实现对目标对象的代理功能。

它主要用到了两个反射类的API：

• java.lang.reflect Proxy| static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)：返回一个指定接口的代理类实例，该接口可以将方法调用指派到指定的调用处理程序
• java.lang.reflect InvocationHandler｜Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) ：在代理实例上调用目标方法，并返回结果。

我们来看看使用JDK动态代理之后的客服代理场景。

• 接口类：ISolver

  public interface ISolver 
      void solve();
  
  

• 目标类：Solver，目标类需要实现接口类。

  public class Solver implements ISolver 
      @Override
      public void solve() 
          System.out.println("疯狂掉头发解决问题……");
      
  
  

• 动态代理工厂:ProxyFactory，这里的动态代理工厂，不需要实现接口，直接采用反射的方式生成一个目标对象的代理对象实例。

  ps:这里用了一个匿名内部类的方法，还有一种方法，动态代理类实现InvocationHandler接口，大体上类似，就不再给出例子了。

  public class ProxyFactory 
  
      // 维护一个目标对象
      private Object target;
  
      public ProxyFactory(Object target) 
          this.target = target;
      
  
      // 为目标对象生成代理对象
      public Object getProxyInstance() 
          return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(),
                  new InvocationHandler() 
                      @Override
                      public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable 
                          System.out.println("请问有什么可以帮到您？");
  
                          // 调用目标对象方法
                          Object returnValue = method.invoke(target, args);
  
                          System.out.println("问题已经解决啦！");
                          return null;
                      
                  );
      
  
  
  

• 客户端：Client

  客户端生成一个代理对象实例，通过代理对象调用目标对象方法的时候，就会进入invoke()方法，最后是通过反射的方式调用目标对象的方法。

  public class Client 
      public static void main(String[] args) 
          //目标对象:程序员
          ISolver developer = new Solver();
          //代理：客服小姐姐
          ISolver csProxy = (ISolver) new ProxyFactory(developer).getProxyInstance();
          //目标方法：解决问题
          csProxy.solve();
      
  
  

• 运行结果：

  请问有什么可以帮到您？
  疯狂掉头发解决问题……
  问题已经解决啦！
  

我们简单总结一下静态代理和动态代理的主要区别：

• 静态代理在编译时就已经实现，编译完成后代理类是一个实际的class文件
• 动态代理是在运行时动态生成的，即编译完成后没有实际的class文件，而是在运行时动态生成类字节码，并加载到JVM中

我们也观察到，JDK动态代理，目标对象必须得实现接口，也就是说它是面向接口的，假如我们不想要接口怎么办呢？

Cglib动态代理

CGLIB(Code Generation Library)是一个基于ASM的字节码生成库，它允许我们在运行时对字节码进行修改和动态生成，它是通过继承来实现的。

我们来看看使用Cglib之后，我们的客服代理是什么样的：

• 引入依赖：Cglib是第三方类库，需要引入依赖

          <dependency>
              <groupId>cglib</groupId>
              <artifactId>cglib</artifactId>
              <version>3.2.5</version>
          </dependency>
  

• 目标类：Solver，这里目标类不用再实现接口。

  public class Solver 
  
      public void solve() 
          System.out.println("疯狂掉头发解决问题……");
      
  
  

• 动态代理工厂：

  public class ProxyFactory implements MethodInterceptor 
  
     //维护一个目标对象
      private Object target;
  
      public ProxyFactory(Object target) 
          this.target = target;
      
  
      //为目标对象生成代理对象
      public Object getProxyInstance() 
          //工具类
          Enhancer en = new Enhancer();
          //设置父类
          en.setSuperclass(target.getClass());
          //设置回调函数
          en.setCallback(this);
          //创建子类对象代理
          return en.create();
      
  
      @Override
      public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable 
          System.out.println("请问有什么可以帮到您？");
          // 执行目标对象的方法
          Object returnValue = method.invoke(target, args);
          System.out.println("问题已经解决啦！");
          return null;
      
  
  
  

• 客户端：Client

  public class Client 
      public static void main(String[] args) 
          //目标对象:程序员
          Solver developer = new Solver();
          //代理：客服小姐姐
          Solver csProxy = (Solver) new ProxyFactory(developer).getProxyInstance();
          //目标方法：解决问题
          csProxy.solve();
      
  
  

• 运行结果

  请问有什么可以帮到您？
  疯狂掉头发解决问题……
  问题已经解决啦！
  

我们可以看到Cglib动态代理和JDK动态代理最大的区别就是:

• 使用JDK动态代理的对象必须实现一个或多个接口
• 使用Cglib动态代理的对象则无需实现接口，达到代理类无侵入。

我们还需要注意：

• CGLib不能对声明为final的方法进行代理，因为是通过继承父类的方式实现，如果父类是final的，那么就无法继承父类。

扩展：动态代理的应用

标题里说了，开源框架都在用的代理模式，那么主流的开源框架哪些地方用到了代理模式呢？——确切说是动态代理呢？

比如：

• Spring AOP可以将一些非核心业务流程抽象成切面，帮助我们处理非主线的流程，它是怎么实现的呢？
• 你平时用惯了的MyBatis，写了那么多Mapper接口，为什么它不用实现类就能执行SQL呢？

后面两期是大家期待的面渣逆袭系列，将会揭晓这两个问题的答案。

简单的事情重复做，重复的事情认真做，认真的事情有创造性地做！

我是三分恶，一个能文能武的普通开发。点赞、关注不迷路，咱们下期见！

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参考：

[1].《设计模式之禅》

[2].Java三种代理模式：静态代理、动态代理和cglib代理

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