java基础—动态代理[转载]

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概述

什么是代理模式?解决什么问题(即为什么需要)?什么是静态代理?什么是动态代理模式?二者什么关系?具体如何实现?什么原理?如何改进?这即为我们学习一项新知识的正确打开方式,我们接下来会以此展开,让你秒懂。
概念

什么是代理模式

定义:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问

定义总是抽象而晦涩难懂的,让我们回到生活中来吧。

实例:王二狗公司(天津在线回声科技发展有限公司)老板突然在发工资的前一天带着小姨子跑路了,可怜二狗一身房贷,被迫提起劳动仲裁,劳动局就会为其指派一位代理律师全权负责二狗的仲裁事宜。那这里面就是使用了代理模式,因为在劳动仲裁这个活动中,代理律师会全权代理王二狗。
解决什么问题

下面是一些使用场景,不过太抽象,暂时可以不要在意,随着你的不断进步你终究会明白的。

远程代理 :为位于两个不同地址空间对象的访问提供了一种实现机制,可以将一些消耗资源较多的对象和操作移至性能更好的计算机上,提高系统的整体运行效率。
虚拟代理:通过一个消耗资源较少的对象来代表一个消耗资源较多的对象,可以在一定程度上节省系统的运行开销。
缓冲代理:为某一个操作的结果提供临时的缓存存储空间,以便在后续使用中能够共享这些结果,优化系统性能,缩短执行时间。
保护代理:可以控制对一个对象的访问权限,为不同用户提供不同级别的使用权限。
智能引用:要为一个对象的访问(引用)提供一些额外的操作时可以使用

什么是静态代理

静态代理是指预先确定了代理与被代理者的关系,例如王二狗的代理律师方文镜是在开庭前就确定的了。那映射到编程领域的话,就是指代理类与被代理类的依赖关系在编译期间就确定了。下面就是王二狗劳动仲裁的代码实现:

首先定义一个代表诉讼的接口

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public interface ILawSuit {
void submit(String proof);//提起诉讼
void defend();//法庭辩护
}

王二狗诉讼类型,实现ILawSuit接口

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public class SecondDogWang implements ILawSuit {
@Override
public void submit(String proof) {
System.out.println(String.format("老板欠薪跑路,证据如下:%s",proof));
}

@Override
public void defend() {
System.out.println(String.format("铁证如山,%s还钱","马旭"));
}
}

代理律师诉讼类,实现ILawSuit接口

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public class ProxyLawyer implements ILawSuit {

ILawSuit plaintiff;//持有要代理的那个对象
public ProxyLawyer(ILawSuit plaintiff) {
this.plaintiff=plaintiff;
}

@Override
public void submit(String proof) {
plaintiff.submit(proof);
}

@Override
public void defend() {
plaintiff.defend();
}
}

产生代理对象的静态代理工厂类

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public class ProxyFactory {
public static ILawSuit getProxy(){
return new ProxyLawyer(new SecondDogWang());
}
}

这样就基本构建了静态代理关系了,然后在客户端就可以使用代理对象来进行操作了。

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public static void main(String[] args) {
ProxyFactory.getProxy().submit("工资流水在此");
ProxyFactory.getProxy().defend();
}

输出结果如下:

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老板欠薪跑路,证据如下:工资流水在此
铁证如山,马旭还钱

可以看到,代理律师全权代理了王二狗的本次诉讼活动。那使用这种代理模式有什么好处呢,我们为什么不直接让王二狗直接完成本次诉讼呢?现实中的情况比较复杂,但是我可以简单列出几条:这样代理律师就可以在提起诉讼等操作之前做一些校验工作,或者记录工作。例如二狗提供的资料,律师可以选择的移交给法庭而不是全部等等操作,就是说可以对代理的对做一些控制。例如二狗不能出席法庭,代理律师可以代为出席。。。

什么是动态代理

动态代理本质上仍然是代理,情况与上面介绍的完全一样,只是代理与被代理人的关系是动态确定的,例如王二狗的同事牛翠花开庭前没有确定她的代理律师,而是在开庭当天当庭选择了一个律师,映射到编程领域为这个关系是在运行时确定的。

那既然动态代理没有为我们增强代理方面的任何功能,那我们为什么还要用动态代理呢,静态代理不是挺好的吗?凡是动态确定的东西大概都具有灵活性,强扩展的优势。上面的例子中如果牛翠花也使用静态代理的话,那么就需要再添加两个类。一个是牛翠花诉讼类,一个是牛翠花的代理律师类,还的在代理静态工厂中添加一个方法。而如果使用动态代理的话,就只需要生成一个诉讼类就可以了,全程只需要一个代理律师类,因为我们可以动态的将很多人的案子交给这个律师来处理。

Jdk动态代理实现

在java的动态代理机制中,有两个重要的类或接口,一个是InvocationHandler接口、另一个则是 Proxy类,这个类和接口是实现我们动态代理所必须用到的。

InvocationHandler接口是给动态代理类实现的,负责处理被代理对象的操作的,而Proxy是用来创建动态代理类实例对象的,因为只有得到了这个对象我们才能调用那些需要代理的方法。

接下来我们看下实例,牛翠花动态指定代理律师是如何实现的。
1.构建一个牛翠花诉讼类

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public class CuiHuaNiu implements ILawSuit {
@Override
public void submit(String proof) {
System.out.println(String.format("老板欠薪跑路,证据如下:%s",proof));
}
@Override
public void defend() {
System.out.println(String.format("铁证如山,%s还牛翠花血汗钱","马旭"));
}
}

2.构建一个动态代理类

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public class DynProxyLawyer implements InvocationHandler {
private Object target;//被代理的对象
public DynProxyLawyer(Object obj){
this.target=obj;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("案件进展:"+method.getName());
Object result=method.invoke(target,args);
return result;
}
}

3.修改静态工厂方法

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public class ProxyFactory {
...

public static Object getDynProxy(Object target) {
InvocationHandler handler = new DynProxyLawyer(target);
return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), handler);
}
}

4.客户端使用

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public static void main(String[] args) {
ILawSuit proxy= (ILawSuit) ProxyFactory.getDynProxy(new CuiHuaNiu());
proxy.submit("工资流水在此");
proxy.defend();
}

输出结果为:

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案件进展:submit
老板欠薪跑路,证据如下:工资流水在此
案件进展:defend
铁证如山,马旭还牛翠花血汗钱

JDK动态代理实现的原理

首先Jdk的动态代理实现方法是依赖于接口的,首先使用接口来定义好操作的规范。然后通过Proxy类产生的代理对象调用被代理对象的操作,而这个操作又被分发给InvocationHandler接口的 invoke方法具体执行

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public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable;

此方法的参数含义如下

proxy:代表动态代理对象

method:代表正在执行的方法

args:代表当前执行方法传入的实参

返回值:表示当前执行方法的返回值


例如上面牛翠花案例中,我们使用Proxy类的newProxyInstance()方法生成的代理对象proxy去调用了proxy.submit("工资流水在此");操作,那么系统就会将此方法分发给invoke().其中proxy对象的类是系统帮我们动态生产的,其实现了我们的业务接口ILawSuit

cgLib的动态代理实现

由于JDK只能针对实现了接口的类做动态代理,而不能对没有实现接口的类做动态代理,所以cgLib横空出世!CGLib(Code Generation Library)是一个强大、高性能的Code生成类库,它可以在程序运行期间动态扩展类或接口,它的底层是使用java字节码操作框架ASM实现。

1 引入cgLib 库
cglib-nodep-3.2.6.jar:使用nodep包不需要关联asm的jar包,jar包内部包含asm的类.

2 定义业务类,被代理的类没有实现任何接口

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public class Frank {
public void submit(String proof) {
System.out.println(String.format("老板欠薪跑路,证据如下:%s",proof));
}
public void defend() {
System.out.println(String.format("铁证如山,%s还Frank血汗钱","马旭"));
}
}

3 定义拦截器,在调用目标方法时,CGLib会回调MethodInterceptor接口方法拦截,来实现你自己的代理逻辑,类似于JDK中的InvocationHandler接口。

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public class cgLibDynProxyLawyer implements MethodInterceptor {
@Override
public Object intercept(Object o, Method method, Object[] params, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
if (method.getName().equals("submit"))
System.out.println("案件提交成功,证据如下:"+ Arrays.asList(params));
Object result = methodProxy.invokeSuper(o, params);
return result;
}
}

4定义动态代理工厂,生成动态代理

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public class ProxyFactory {
public static Object getGcLibDynProxy(Object target){
Enhancer enhancer=new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(target.getClass());
enhancer.setCallback(new cgLibDynProxyLawyer());
Object targetProxy= enhancer.create();
return targetProxy;
}
}

5客户端调用

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public static void main(String[] args) {
Frank cProxy= (Frank) ProxyFactory.getGcLibDynProxy(new Frank());
cProxy.submit("工资流水在此");
cProxy.defend();
}

输出结果:

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案件提交成功,证据如下:[工资流水在此]
老板欠薪跑路,证据如下:工资流水在此
铁证如山,马旭还Frank血汗钱

可见,通过cgLib对没有实现任何接口的类做了动态代理,达到了和前面一样的效果。这里只是简单的讲解了一些cgLib的使用方式,有兴趣的可以进一步了解其比较高级的功能,例如回调过滤器(CallbackFilter)等。

cgLib的动态代理原理

CGLIB原理:动态生成一个要代理类的子类,子类重写要代理的类的所有不是final的方法。在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用,顺势织入横切逻辑。它比使用java反射的JDK动态代理要快。

CGLIB底层:使用字节码处理框架ASM,来转换字节码并生成新的类。不鼓励直接使用ASM,因为它要求你必须对JVM内部结构包括class文件的格式和指令集都很熟悉。

CGLIB缺点:对于final方法,无法进行代理。
动态代理在AOP中的应用

什么是AOP? 维基百科上如是说:

定义:In computing, aspect-oriented programming (AOP) is a programming paradigm that aims to increase modularity by allowing the separation of cross-cutting concerns.
AOP是一种编程范式,其目标是通过隔离切面耦合来增加程序的模块化。

首先声明,AOP是OOP的补充,其地位及其重要性远不及OOP,总体来说OOP面向名词领域而AOP面向动词领域,例如对一个人的设计肯定是使用OOP,例如这个人有手,脚,眼睛瞪属性。而对这个人上厕所这个动作就会涉及到AOP,例如上厕所前的先确定一下拿没拿手纸等。要理解AOP就首先要理解什么是切面耦合(cross-cutting concerns)。例如有这样一个需求,要求为一个程序中所有方法名称以test开头的方法打印一句log,这个行为就是一个典型的cross-cutting场景。首先这个打印log和业务毫无关系,然后其处于分散在整个程序当中的各个模块,如果按照我们原始的方法开发,一旦后期需求变动将是及其繁琐的。所以我们就需要将这个切面耦合封装隔离,不要将其混入业务代码当中。

例如在王二狗的案子中,我们希望在案子起诉后打印一句成功的log,如果不使用代理的话,我们是需要将log写在相应的业务逻辑里面的,例如王二狗诉讼类SecondDogWang里面的submit()方法中。使用了动态代理后,我们只需要在InvocationHandler 里面的invoke()方法中写就可以了,不会侵入业务代码当中,在以后的维护过程中对业务毫无影响,这是我们希望看到的。

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@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
if (method.getName().equals("submit"))
System.out.println("案件提交成功,证据如下:"+ Arrays.asList(args));
Object result=method.invoke(target,args);
return result;
}

输出结果为:

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案件提交成功,证据如下:[工资流水在此]
老板欠薪跑路,证据如下:工资流水在此
铁证如山,马旭还牛翠花血汗钱

所以AOP主要可以用于:日志记录,性能统计,安全控制,事务处理,异常处理等场景下。

总结

静态代理比动态代理更符合OOP原则,在日常开发中使用也较多。动态代理在开发框架时使用较多,例如大名鼎鼎的Spring。

最后希望王二狗和牛翠花他们可以顺利拿回自己的血汗钱。
文章为转载 主要方便自己以后看

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