【设计模式-结构型】代理模式

news/2025/1/19 13:34:11/

一、什么是代理模式

        在港片中，经常能看到一些酷炫的大哥被警察抓了，警察会试图从他们口中套出一些关键信息。但这些大哥们通常会非常冷静地回应：“我有权保持沉默，我要找我的律师。” 

        这个律师就像是大哥的“法律盾牌”，全权处理所有法律事务。律师的角色不仅仅是代理大哥发言，更是在法律的战场上为大哥披荆斩棘。具体来说，律师会做以下几件事情：

  1. 准备法律文件：律师会精心准备各种法律文件，确保每一份文件都无懈可击，为大哥的辩护打下坚实的基础。

  2. 与检察官沟通：律师会与检察官进行多轮沟通，争取对大哥最有利的条件，甚至可能会在法庭上展开一场激烈的辩论。

  3. 法庭辩护：在法庭上，律师会代表大哥发言，用专业的法律知识和丰富的经验，为大哥进行有力的辩护，确保大哥的权益不受侵犯。

  4. 提供法律建议：律师还会向大哥提供专业的法律建议，帮助他了解自己的权利和义务，让他在法律的框架内做出最明智的决定。

        这个过程就像是一场精心策划的战役，律师作为代理，不仅代理了大哥的发言，还在操作执行前后添加了诸多增强处理，确保大哥在法律的保护下安然无恙。这种场景在港片中屡见不鲜，不仅展示了法律的严肃性，还增添了一丝戏剧性和紧张感，让人看得津津有味。

       港片中的大哥，就是运用代理模式的行家能手。下面来说代理模式，代理模式是一种结构型的设计模式，代理对象（律师）具备真实对象（犯事大哥）的功能，并代替真实对象完成相应操作（律师代表大哥讲话），同时可以在操作执行前后进行增强处理（准备法律文件、与检察官沟通等）。

二、为什么用代理模式

        通过一个形象的例子我们知道了代理模式，通过这个例子我们可以聊一下为什么要用代理模式（请律师）：

  • 权限控制（保护目标对象）：保护客户的隐私和权益，避免不当操作。律师作为代理，可以控制犯罪嫌疑人与外界的交流，确保所有信息的传递都在法律框架内进行。例如，律师可以决定哪些信息可以透露给检察官，哪些信息需要保密。

  • 优化性能（提高效率）：代理模式可以实现资源的延迟加载和缓存，提高资源利用效率，减少不必要的资源消耗。律师在需要时才会准备具体的法律文件，而不是一开始就进行大量的准备工作。例如，只有在确定案件进入法庭审理阶段时，律师才会准备详细的辩护词。

  • 增加功能（减轻目标对象的负担）：代理模式可以在代理对象中添加额外的功能，而不需要修改原始对象的代码。

  • 简化客户端代码：客户端可以更专注于核心业务，而不必处理复杂的细节。犯罪嫌疑人只需要与律师沟通，而不需要直接处理复杂的法律事务。

三、代理模式示例

代理对象分为2类分别是静态代理和动态代理

3.1 静态代理

        静态代理需要我们自己去实现代理模式。下面以请律师为demo实现一个静态代理的示例。从静态代理的代码中可以发现，静态代理的缺点显而易见，那就是当真实类的方法越来越多的时候，这样构建的代理类的代码量是非常大的，所以就引进动态代理。

1、定义法律援助接口

public interface LegalService {void representClient();
}

2、目标对象（大哥） 

public class Suspect implements LegalService {@Overridepublic void representClient() {System.out.println("我是大哥，我需要律师为我进行辩护.");}
}

3、实现代理（律师）

public class LawyerProxy implements LegalService {private Suspect suspect;public LawyerProxy(Suspect suspect) {this.suspect = suspect;}@Overridepublic void representClient() {prepareLegalDocuments();communicateWithProsecutor();suspect.representClient();provideLegalAdvice();}private void prepareLegalDocuments() {System.out.println("准备法律文件.");}private void communicateWithProsecutor() {System.out.println("与检察官进行战略沟通，协商有利条件.");}private void provideLegalAdvice() {System.out.println("为嫌疑人提供专业法律建议，确保其权利得到保护.");}
}

4、 场景

public class Main {public static void main(String[] args) {Suspect suspect = new Suspect();LegalService lawyer = new LawyerProxy(suspect);lawyer.representClient();}
}//输出场景内容
准备法律文件.
与检察官进行战略沟通，协商有利条件.
我是大哥，我需要律师为我进行辩护.
为嫌疑人提供专业法律建议，确保其权利得到保护.

3.2 动态代理

        动态代理是开源工具提供给我们实现好的工具可以直接使用（动态代理允许使用一种方法的单个类（代理类）为具有任意数量方法的任意类（真实类）的多个方法调用提供服务。其实运用的是反射机制）。目前来说接触到的动态代理主要有2种分别对应的是jdk实现的动态代理 和 cglib动态代理。

3.2.1 jdk动态代理（接口代理）

3.2.1.1 jdk相关类和核心方法简单描述

        jdk动态代理主要使用的是 java.lang.reflect包。

        核心类：InvocationHandler接口  和  Proxy类

        核心方法：invoke 和 newProxyInstance

public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throws Throwablepublic static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)throws IllegalArgumentException
 3.2.1.2 jdk动态代理代码示例  

法律援助接口和目标对象（大哥）不用变使用静态代理的代码，其他进行修改。

1、实现InvocationHandler ，作为代理处理器

InvocationHandler，这个处理器将拦截对真实对象的调用，并在调用前后添加额外的逻辑。

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;public class LawyerProxyHandler implements InvocationHandler {private final LegalService realLawyer;public LawyerProxyHandler(LegalService realLawyer) {this.realLawyer = realLawyer;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 在调用真实方法之前执行的逻辑preHandle(args);// 调用真实方法Object result = method.invoke(realLawyer, args);// 在调用真实方法之后执行的逻辑postHandle(args);return result;}private void preHandle(Object[] args) {System.out.println("律师正在准备法律文件和证据.");}private void postHandle(Object[] args) {System.out.println("律师已完成对委托人的代理.");}
}

2、创建具体代理对象（律师）

import java.lang.reflect.Proxy;public class LegalServiceProxy {public static LegalService getProxyInstance(LegalService realLawyer) {return (LegalService) Proxy.newProxyInstance(realLawyer.getClass().getClassLoader(), // 目标类的类加载器new Class<?>[]{LegalService.class}, // 目标类实现的接口new LawyerProxyHandler(realLawyer) // 代理处理器);}
}

3、使用场景

public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建真实对象LegalService dg = new RealLawyer();// 创建代理对象LegalService lawyerProxy = LegalServiceProxy.getProxyInstance(dg);// 通过代理对象调用方法lawyerProxy.representClient();}
}//输出
律师正在准备法律文件和证据.
我是大哥，我需要律师为我进行辩护.
律师已完成对委托人的代理.

3.2.2 cglib动态代理（继承代理）

        从上面可以看出，jdk动态代理的前提条件是，要有接口存在，那还有许多场景是没有接口的，这个时候就需要cglib动态代理了，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。CGLIB通过继承方式实现代理。

1、大哥类要改一下，因为没有接口

public class Suspect{@Overridepublic void representClient() {System.out.println("我是大哥，我需要律师为我进行辩护.");}
}

2、 实现MethodInterceptor，作为代理处理器

实现MethodInterceptor接口，这个拦截器将拦截对真实对象的调用，并在调用前后添加额外的逻辑。

import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;public class LawyerProxyInterceptor implements MethodInterceptor {private final Suspect suspect;public LawyerProxyInterceptor(Suspect suspect) {this.suspect = suspect;}@Overridepublic Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {// 在调用真实方法之前执行的逻辑preHandle(args);// 调用真实方法Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);// 在调用真实方法之后执行的逻辑postHandle(args);return result;}private void preHandle(Object[] args) {System.out.println("律师正在准备法律文件和证据.");}private void postHandle(Object[] args) {System.out.println("律师已完成对委托人的代理.");}
}

3、 创建具体代理对象（律师）

        使用CGLIB的Enhancer类创建代理对象。这个代理对象将代理真实对象，并在调用方法时通过MethodInterceptor进行拦截。

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;public class LegalServiceProxy {public static RealLawyer getProxyInstance(Suspect suspect) {Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setSuperclass(suspect.getClass()); // 设置目标类enhancer.setCallback(new LawyerProxyInterceptor(suspect)); // 设置回调return (Suspect) enhancer.create(); // 创建代理对象}
}

4、使用场景 

public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建真实对象Suspect suspect = new Suspect();// 创建代理对象Suspect lawyerProxy = LegalServiceProxy.getProxyInstance(suspect);// 通过代理对象调用方法lawyerProxy.representClient();}
}//输出
律师正在准备法律文件和证据.
我是大哥，我需要律师为我进行辩护.
律师已完成对委托人的代理.

3.2.3 动态代理总结

JDK动态代理和CGLIB动态代理是Java中实现动态代理的两种常用机制，虽然它们都可以为目标对象创建代理对象并拦截方法调用，但它们的工作原理和使用场景有所不同。以下是它们的区别：

1. 基于接口 vs 基于类继承

  • JDK动态代理：

    • 基于接口：JDK动态代理要求被代理的类必须实现一个或多个接口。如果类没有实现任何接口，JDK动态代理将无法工作。

    • 优点：实现简单，使用Java内置API、无需依赖第三方库。

    • 缺点：只能代理接口，不能代理普通类。方法调用时使用反射，性能相对较低。

  • CGLIB动态代理：

    • 基于类集成：CGLIB动态代理通过生成目标类的子类来实现代理。它不要求目标类必须实现接口，因此它适用于没有实现接口的类。

    • 优点：可以代理没有接口的类。方法调用性能较高，避免了反射调用。

    • 缺点：创建代理类时需要进行字节码操作，性能开销较大。需要依赖cglib和ASM库。

2. 实现机制

  • JDK动态代理：

    • 使用反射机制，通过 java.lang.reflect.Proxy 类和 InvocationHandler 接口来实现代理。代理对象仅代理接口中的方法。

    • 当调用代理对象的方法时，代理类会拦截方法调用，并通过 InvocationHandler.invoke() 方法执行额外的逻辑。

  • CGLIB动态代理：

    • 基于字节码操作，使用 CGLIB（Code Generation Library）生成目标类的子类并重写目标类的方法来实现代理。通过继承方式拦截所有非 final 方法的调用。

    • CGLIB 使用的是 ASM 字节码生成框架，生成的是字节码级别的代理类，因此性能相对较好，但生成代理类的开销比JDK动态代理略大。

3. 性能差异

  • JDK动态代理：

    • 对于实现了接口的类来说，JDK动态代理在创建代理对象时开销较小，因为它仅依赖反射机制来处理接口方法的调用。

    • 对于频繁调用代理方法的场景，JDK动态代理可能比CGLIB略慢，因为每次调用都涉及反射。

  • CGLIB动态代理：

    • 由于CGLIB是通过字节码生成来创建代理类，生成代理类的开销比JDK动态代理高一些，尤其是在代理类较多的情况下。

    • 但CGLIB代理的实际方法调用性能更高，因为它通过字节码操作，减少了反射调用的开销。

4. 使用场景

  • JDK动态代理：

    • 适用于接口驱动的编程，如果目标类实现了接口，那么使用JDK动态代理是首选方式。

    • 适合在不需要对类进行直接代理的场景，通常在应用中，业务逻辑往往是通过接口定义的，因此JDK代理在实际项目中更常用。

  • CGLIB动态代理：

    • 适用于没有实现接口的类，例如一些现有类或者第三方库的类没有提供接口的情况下，可以使用CGLIB动态代理。

    • 适用于对类进行代理时，但需要注意类不能是 final，否则CGLIB无法生成代理子类。

5. Spring AOP中的使用

  • JDK动态代理：

    • 在Spring AOP中，如果目标对象实现了接口，Spring默认使用JDK动态代理。这是因为Spring AOP的核心思想是基于接口的面向切面编程（Aspect-Oriented Programming）。

  • CGLIB动态代理：

    • 如果目标对象没有实现任何接口，Spring AOP会自动使用CGLIB动态代理。在Spring配置中，你也可以强制使用CGLIB代理（通过设置 proxyTargetClass=true）。


http://www.ppmy.cn/news/1564422.html

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