DesignPattern - 代理模式结构型

Posted 2021-09-10 GitLqr

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一、代理模式介绍

代理模式（Proxy Pattern）属于结构模式，为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问，客户端并不直接调用实际的对象，而是通过调用代理，来间接的调用实际的对象。

核心作用：保护目标对象，增强目标对象(与装饰器模式类似)

• 核心组成

  • Subject：抽象接口，目标对象类和代理类都要实现的一个抽象接口
  • Proxy：代理类，包含了对目标对象类的引用，从而可以随意的操作目标对象的方法
  • RealSubject：目标对象类，也叫委托类，或被代理类

• 应用场景

  • 各大数据专营店，代理厂商进行销售对应的产品，代理商持有真正的授权代理书
  • 客户端不想直接访问实际的对象，或者访问实际的对象存在困难，通过一个代理对象来完成间接的访问
  • 想在访问一个类时做一些控制，或者增强功能

• 分类

  • 静态代理：由程序员创建或工具生成代理类的源码，再编译代理类，即代理类和委托类的关系在程序运行前就已经存在
  • 动态代理：在运行期间使用动态生成字节码形式，动态创建代理类，常见的动态代理工具有 jdkproxy（基于反射原理，性能低）、cglib（基于 ASM 机制，生成被代理类的子类，高性能）

• 优点

  • 可以在访问一个类时做一些控制，或增加功能
  • 操作代理类无须修改原本的源代码，符合开闭原则，系统具有较好的灵活性和可扩展性

• 缺点

  • 增加系统复杂性和调用链路

二、代理模式代码实现

以下以模拟文件上传为案例，分别使用 静态代理 与 动态代理 测算上传耗时。

创建抽象接口：

说明：该接口是必须的，代理类与被代理类都需要实现

/**
 * Subject：抽象接口
 *
 * @author GitLqr
 */
public interface IUploader {
	void upload(File file);
}

创建目标对象类，即被代理类：

/**
 * RealSubject：目标对象类
 *
 * @author GitLqr
 */
public class HttpUploader implements IUploader {
	@Override
	public void upload(File file) {
		try {
			Thread.sleep(500);
			System.out.println("使用 http 上传文件中...");
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

1、静态代理

• 静态代理在代码编译时就确定了被代理的类
• 静态代理的代理类必须要实现和被代理类相同的接口
• 静态代理可以隐藏被代理类的具体实现；可以在不改变代理类的情况下增加额外的操作

创建静态代理类：

说明：静态代理类持有被代理对象引用，在对应的接口方法中，使用被代理对象来执行方法，并在方法执行前后记录时间戳，从而计算出方法耗时。

/**
 * 代理类：静态代理
 *
 * @author GitLqr
 */
public class StaticProxy implements IUploader {

	IUploader uploader;

	public StaticProxy(IUploader uploader) {
		super();
		this.uploader = uploader;
	}

	@Override
	public void upload(File file) {
		long start = System.currentTimeMillis();
		uploader.upload(file);
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("耗时：" + (end - start) + "ms");
	}
}

使用：

说明：被代理对象可以直接在代理类中创建，从而做到更好的隐蔽性，同时扩展性也会降低，看实际需要决定

public static void main(String[] args) {
    IUploader uploader = new HttpUploader();
    IUploader uploaderProxy = new StaticProxy(uploader);
    File file = new File("/");
    uploaderProxy.upload(file);
}

2、动态代理

• 动态代理在代码运行时才动态创建代理类
• 动态代理相对于静态代理类，可以避免生成大量的代理类造成的冗余

动态代理可以通过 jdkproxy、cglib 等方式实现，以下以 jdkproxy（又称 JDK 动态代理） 为例

说明： jdkproxy 是 jdk 自带的，基于接口设计实现，只能代理接口中有的方法，且通过反射执行方法，性能低；cglib 需要依赖第三方库，但基于 ASM 机制，不依赖于接口，因为是 ASM 生成子类的方式(继承)，性能也高一些

jdkproxy 涉及 2 个重要的类或接口：

• java.lang.reflect.Proxy：动态创建出来的代理对象的类，它提供了许多方法，用的最多的是 Proxy#newProxyInstance() ，用于得到一个动态的代理对象
• java.lang.reflect.InvocationHandler：是动态代理类要实现的接口，我们通过代理对象调用一个方法时，该方法会被转发给 InvocationHandler 的 invoke() 方法来调用

创建动态代理对象：

public static void main(String[] args) {
    // 被代理对象
    IUploader uploader = new HttpUploader();

    ClassLoader classLoader = uploader.getClass().getClassLoader();
    Class<?>[] interfaces = uploader.getClass().getInterfaces();
    // 动态代理
    IUploader uploaderProxy = (IUploader) Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, new InvocationHandler() {
        @Override
        public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
            long start = System.currentTimeMillis();
            Object result = method.invoke(uploader, args); // 注意：方法的执行者是被代理对象！！
            long end = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("耗时：" + (end - start) + "ms");
            return result;
        }
    });

    // 使用
    File file = new File("/");
    uploaderProxy.upload(file);
}

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