Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

Wesley13
• 阅读 454

面试问题:Java里的代理设计模式(Proxy Design Pattern)一共有几种实现方式?这个题目很像孔乙己问“茴香豆的茴字有哪几种写法?”

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

所谓代理模式,是指客户端(Client)并不直接调用实际的对象(下图右下角的RealSubject),而是通过调用代理(Proxy),来间接的调用实际的对象。

代理模式的使用场合,一般是由于客户端不想直接访问实际对象,或者访问实际的对象存在技术上的障碍,因而通过代理对象作为桥梁,来完成间接访问。

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

实现方式一:静态代理

开发一个接口IDeveloper,该接口包含一个方法writeCode,写代码。

public interface IDeveloper {

     public void writeCode();

}

创建一个Developer类,实现该接口。

public class Developer implements IDeveloper{
    private String name;
    public Developer(String name){
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void writeCode() {
        System.out.println("Developer " + name + " writes code");
    }
}

测试代码:创建一个Developer实例,名叫Jerry,去写代码!

public class DeveloperTest {
    public static void main(String[] args) {
        IDeveloper jerry = new Developer("Jerry");
        jerry.writeCode();
    }
}

现在问题来了。Jerry的项目经理对Jerry光写代码,而不维护任何的文档很不满。假设哪天Jerry休假去了,其他的程序员来接替Jerry的工作,对着陌生的代码一脸问号。经全组讨论决定,每个开发人员写代码时,必须同步更新文档。

为了强迫每个程序员在开发时记着写文档,而又不影响大家写代码这个动作本身, 我们不修改原来的Developer类,而是创建了一个新的类,同样实现IDeveloper接口。这个新类DeveloperProxy内部维护了一个成员变量,指向原始的IDeveloper实例:

public class DeveloperProxy implements IDeveloper{
    private IDeveloper developer;
    public DeveloperProxy(IDeveloper developer){
        this.developer = developer;
    }
    @Override
    public void writeCode() {
        System.out.println("Write documentation...");
        this.developer.writeCode();
    }
}

这个代理类实现的writeCode方法里,在调用实际程序员writeCode方法之前,加上一个写文档的调用,这样就确保了程序员写代码时都伴随着文档更新。

测试代码:

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

静态代理方式的优点

1. 易于理解和实现

2. 代理类和真实类的关系是编译期静态决定的,和下文马上要介绍的动态代理比较起来,执行时没有任何额外开销。

静态代理方式的缺点

每一个真实类都需要一个创建新的代理类。还是以上述文档更新为例,假设老板对测试工程师也提出了新的要求,让测试工程师每次测出bug时,也要及时更新对应的测试文档。那么采用静态代理的方式,测试工程师的实现类ITester也得创建一个对应的ITesterProxy类。

public interface ITester {
    public void doTesting();
}
Original tester implementation class:
public class Tester implements ITester {
    private String name;
    public Tester(String name){
        this.name = name;
    }
    @Override
    public void doTesting() {
        System.out.println("Tester " + name + " is testing code");
    }
}
public class TesterProxy implements ITester{
    private ITester tester;
    public TesterProxy(ITester tester){
        this.tester = tester;
    }
    @Override
    public void doTesting() {
        System.out.println("Tester is preparing test documentation...");
        tester.doTesting();
    }
}

正是因为有了静态代码方式的这个缺点,才诞生了Java的动态代理实现方式。

Java动态代理实现方式一:InvocationHandler

InvocationHandler的原理我曾经专门写文章介绍过:Java动态代理之InvocationHandler最简单的入门教程

通过InvocationHandler, 我可以用一个EnginnerProxy代理类来同时代理Developer和Tester的行为。

public class EnginnerProxy implements InvocationHandler {
    Object obj;
    public Object bind(Object obj)
    {
        this.obj = obj;
        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj
        .getClass().getInterfaces(), this);
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
    throws Throwable
    {
        System.out.println("Enginner writes document");
        Object res = method.invoke(obj, args);
        return res;
    }
}

真实类的writeCode和doTesting方法在动态代理类里通过反射的方式进行执行。

测试输出:

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

通过InvocationHandler实现动态代理的局限性

假设有个产品经理类(ProductOwner) 没有实现任何接口。

public class ProductOwner {
    private String name;
    public ProductOwner(String name){
        this.name = name;
    }
    public void defineBackLog(){
        System.out.println("PO: " + name + " defines Backlog.");
    }
}

我们仍然采取EnginnerProxy代理类去代理它,编译时不会出错。运行时会发生什么事?

ProductOwner po = new ProductOwner("Ross");

ProductOwner poProxy = (ProductOwner) new EnginnerProxy().bind(po);

poProxy.defineBackLog();

运行时报错。所以局限性就是:如果被代理的类未实现任何接口,那么不能采用通过InvocationHandler动态代理的方式去代理它的行为。

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

Java动态代理实现方式二:CGLIB

CGLIB是一个Java字节码生成库,提供了易用的API对Java字节码进行创建和修改。关于这个开源库的更多细节,请移步至CGLIB在github上的仓库:https://github.com/cglib/cglib

我们现在尝试用CGLIB来代理之前采用InvocationHandler没有成功代理的ProductOwner类(该类未实现任何接口)。

现在我改为使用CGLIB API来创建代理类:

public class EnginnerCGLibProxy {
    Object obj;
    public Object bind(final Object target)
    {
        this.obj = target;
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(obj.getClass());
        enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
            @Override
            public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
            MethodProxy proxy) throws Throwable
            {
                System.out.println("Enginner 2 writes document");
                Object res = method.invoke(target, args);
                return res;
            }
        }
        );
        return enhancer.create();
    }
}

测试代码:

ProductOwner ross = new ProductOwner("Ross");

ProductOwner rossProxy = (ProductOwner) new EnginnerCGLibProxy().bind(ross);

rossProxy.defineBackLog();

尽管ProductOwner未实现任何代码,但它也成功被代理了:

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

用CGLIB实现Java动态代理的局限性

如果我们了解了CGLIB创建代理类的原理,那么其局限性也就一目了然。我们现在做个实验,将ProductOwner类加上final修饰符,使其不可被继承:

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

再次执行测试代码,这次就报错了: Cannot subclass final class XXXX。

所以通过CGLIB成功创建的动态代理,实际是被代理类的一个子类。那么如果被代理类被标记成final,也就无法通过CGLIB去创建动态代理。

Java动态代理实现方式三:通过编译期提供的API动态创建代理类

假设我们确实需要给一个既是final,又未实现任何接口的ProductOwner类创建动态代码。除了InvocationHandler和CGLIB外,我们还有最后一招:

我直接把一个代理类的源代码用字符串拼出来,然后基于这个字符串调用JDK的Compiler(编译期)API,动态的创建一个新的.java文件,然后动态编译这个.java文件,这样也能得到一个新的代理类。

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

测试成功:

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

我拼好了代码类的源代码,动态创建了代理类的.java文件,能够在Eclipse里打开这个用代码创建的.java文件,

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

下图是如何动态创建ProductPwnerSCProxy.java文件:

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

下图是如何用JavaCompiler API动态编译前一步动态创建出的.java文件,生成.class文件:

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

下图是如何用类加载器加载编译好的.class文件到内存:

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

如果您想试试这篇文章介绍的这四种代理模式(Proxy Design Pattern), 请参考我的github仓库,全部代码都在上面。感谢阅读。

https://github.com/i042416/JavaTwoPlusTwoEquals5/tree/master/src/proxy

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

要获取更多Jerry的原创技术文章,请关注公众号"汪子熙"或者扫描下面二维码: Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
2年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时,报错:原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等,这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
皕杰报表之UUID
​在我们用皕杰报表工具设计填报报表时,如何在新增行里自动增加id呢?能新增整数排序id吗?目前可以在新增行里自动增加id,但只能用uuid函数增加UUID编码,不能新增整数排序id。uuid函数说明:获取一个UUID,可以在填报表中用来创建数据ID语法:uuid()或uuid(sep)参数说明:sep布尔值,生成的uuid中是否包含分隔符'',缺省为
Wesley13 Wesley13
2年前
JDK动态代理和Cglib的动态代理
最简单的是静态代理方法,即代理模式,这里就不多啰嗦了。。重点说一下JDK的动态代理和Cglib的动态代理吧先说JDK的,需要被代理的类需要有接口,否则无法实现package proxy.dynamic;public interface IBook {void add();}实现接口
Wesley13 Wesley13
2年前
mysql设置时区
mysql设置时区mysql\_query("SETtime\_zone'8:00'")ordie('时区设置失败,请联系管理员!');中国在东8区所以加8方法二:selectcount(user\_id)asdevice,CONVERT\_TZ(FROM\_UNIXTIME(reg\_time),'08:00','0
Wesley13 Wesley13
2年前
00:Java简单了解
浅谈Java之概述Java是SUN(StanfordUniversityNetwork),斯坦福大学网络公司)1995年推出的一门高级编程语言。Java是一种面向Internet的编程语言。随着Java技术在web方面的不断成熟,已经成为Web应用程序的首选开发语言。Java是简单易学,完全面向对象,安全可靠,与平台无关的编程语言。
Wesley13 Wesley13
2年前
Java动态代理机制解析
动态代理是指在运行时动态生成代理类。不需要我们像静态代理那个去手动写一个个的代理类。生成动态代理类有很多方式:Java动态代理,CGLIB,Javassist,ASM库等。这里主要说一下Java动态代理的实现。Java动态代理InvocationHandler接口Java动态代理中,每一个
Wesley13 Wesley13
2年前
Java中jdk代理和cglib代理
代理模式给某一个对象提供一个代理,并由代理对象控制对原对象的引用。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间起到中介的作用。在Java中代理模式从实现方式上可以分为两个类别:静态代理和动态代理静态代理:也就是我们学习设计模式之代理模式时常见的事例,具体不在赘述,参见:
Wesley13 Wesley13
2年前
00_设计模式之语言选择
设计模式之语言选择设计模式简介背景设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。设计模式(Designpattern)代表了最佳的实践,通常被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的
Wesley13 Wesley13
2年前
MySQL部分从库上面因为大量的临时表tmp_table造成慢查询
背景描述Time:20190124T00:08:14.70572408:00User@Host:@Id:Schema:sentrymetaLast_errno:0Killed:0Query_time:0.315758Lock_
Python进阶者 Python进阶者
5个月前
Excel中这日期老是出来00:00:00,怎么用Pandas把这个去除
大家好,我是皮皮。一、前言前几天在Python白银交流群【上海新年人】问了一个Pandas数据筛选的问题。问题如下:这日期老是出来00:00:00,怎么把这个去除。二、实现过程后来【论草莓如何成为冻干莓】给了一个思路和代码如下:pd.toexcel之前把这