设计模式——Proxy静态代理与动态代理

简介

意图：

为其他对象提供一种代理以控制对整个对象的访问。

主要解决：

在直接访问对象时带来的问题，比如说：要访问的对象在远程的机器上。在面向对象的系统中，有些对象由于某些原因（比如对象创建开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问），直接访问会给使用者或者系统结构带来很多麻烦，我们可以在访问此对象时加上一个对此对象的访问层。

优点：

1. 职责清晰
2. 高扩展性
3. 智能化

缺点：

1. 由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢。
2. 实现代理需要额外的工作，有些代理模式实现起来非常复杂。

使用场景：

1. 远程代理
2. 虚拟代理
3. Copy-on-Write代理
4. 保护代理
5. Cache代理
6. 防火墙代理
7. 同步化代理
8. 智能引用代理

实现

静态代理

静态代理在使用时，需要定义接口或者父类，被代理对象与代理对象一起实现相同的接口或者时继承相同父类。

接口 

interface Movable {    void move();
}

 被代理类，实现该接口move方法

public class Tank implements Movable {/*** 模拟坦克移动了一段儿时间*/@Overridepublic void move() {System.out.println("Tank moving claclacla...");try {Thread.sleep(new Random().nextInt(10000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

代理类同样实现该接口，添加Movable属性，实现move方法内部调用传入的被代理类的move方法，在调用前后可以添加一些业务代码

class TankTimeProxy implements Movable {Movable m;public TankTimeProxy(Movable m) {this.m = m;}@Overridepublic void move() {long start = System.currentTimeMillis();m.move();long end = System.currentTimeMillis();System.out.println(end - start);}
}

最后使用main方法调用代理类的move方法，如果需要多个代理类，可以多层嵌套使用

 class Demo{public static void main(String[] args) {Tank t = new Tank();TankTimeProxy ttp = new TankTimeProxy(t);//        TankLogProxy tlp = new TankLogProxy(ttp);ttp.move();}
}

静态代理总结：

1. 可以做到在不修改目标对象的功能前提下，对目标功能扩展。

2. 缺点：因为代理对象需要与目标对象实现一样的接口，所以会有很多代理类，类太多。同时，一旦接口增加方法，目标对象与代理对象都要维护。

动态代理

特点：

1. 代理对象，不需要实现接口

2. 代理对象的生成，是利用JDK的API，动态的内存中构建代理对象（没有接口的cglib代理）

被代理类，实现该接口move方法

public class Tank implements Movable {/*** 模拟坦克移动了一段儿时间*/@Overridepublic void move() {System.out.println("Tank moving claclacla...");try {Thread.sleep(new Random().nextInt(10000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

JDK代理：

代理类所在的包：java.lang.reflect.Proxy

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)

• ClassLoader loader：指定当前目标对象使用类加载器
• Class<?>[] interfaces：目标对象实现的接口的类型
• InvocationHandler h：事件处理，执行目标对象的方法时会触发事件处理器，会把当前执行目标对象的方法作为参数传入

接口 

interface Movable {    void move();
}

被代理类，实现该接口move方法

public class Tank implements Movable {/*** 模拟坦克移动了一段儿时间*/@Overridepublic void move() {System.out.println("Tank moving claclacla...");try {Thread.sleep(new Random().nextInt(10000));} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

创建一个代理类的调用处理程序

class TimeProxy implements InvocationHandler {// 代理类中的真实对象Movable m;public TimeProxy(Movable m) {this.m = m;}public void before() {System.out.println("method start..");}public void after() {System.out.println("method stop..");}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {before();Object o = method.invoke(m, args);after();return o;}
}

Demo调用，生成指定接口的代理类实例

public static void main(String[] args) {Tank tank = new Tank();Movable m = (Movable)Proxy.newProxyInstance(Tank.class.getClassLoader(),new Class[]{Movable.class}, //tank.class.getInterfaces()new TimeProxy(tank)    );m.move();
}

上述演示的时生成指定接口的代理类示例，但是JDK中时，通过JDK代理或者cglib代理在运行时自动生成到内存中的。

JDK动态代理原理

生成动态代理文件

方法一：

1. 必须在main方法中执行，直接用junit的test方法调用无法生成
2. JDK1.8之后在main方法最前面增加System.getProperties().put("jdk.proxy.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");
3. JDK1.8及其之前在main方法最前面增加System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");

方法二：

1. 运行时加入jvm 参数 -Djdk.proxy.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles=true
2. 运行时加入jvm 参数 -Dsun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles=true

 

如何确定是哪个参数,查看ProxyGenerator类内容，如下： 

然后执行后就会在当前目录下com包中生成代理类的class文件。

然后。。。

就是源码过程了，先上图

截图发现图片太多就算了。。。 

 

Movable m = (Movable)Proxy.newProxyInstance(Tank.class.getClassLoader(),new Class[]{Movable.class},new TimeProxy(tank));/** Look up or generate the designated proxy class and its constructor.*/
Constructor<?> cons = getProxyConstructor(caller, loader, interfaces);return proxyCache.sub(intf).computeIfAbsent(loader,(ld, clv) -> new ProxyBuilder(ld, clv.key()).build()
);Constructor<?> build() {Class<?> proxyClass = defineProxyClass(module, interfaces);final Constructor<?> cons;try {cons = proxyClass.getConstructor(constructorParams);} catch (NoSuchMethodException e) {throw new InternalError(e.toString(), e);}AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {public Void run() {cons.setAccessible(true);return null;}});    
return cons;
}/* 
* Generate the specified proxy class. 
*/
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces.toArray(EMPTY_CLASS_ARRAY), accessFlags);final byte[] classFile = gen.generateClassFile();addProxyMethod(hashCodeMethod, Object.class);
addProxyMethod(equalsMethod, Object.class);
addProxyMethod(toStringMethod, Object.class);methods.add(pm.generateMethod());

最最最后是通过asm来实现的

Cglib动态代理

1. 创建Enhancer对象

2. 用Enhancer对象设置代理类的父类（被代理类）

3. 创建回调对象（回调类实现 MethodInterceptor 接口）

4. 用Enhancer对象设置回调对象

5. 用Enhancer对象创建代理对象

创建一个拦截器，相当于JDK的InvocationHander

class TimeMethodInterceptor implements MethodInterceptor {@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {System.out.println(o.getClass().getSuperclass().getName());System.out.println("before");Object result = null;result = methodProxy.invokeSuper(o, objects);System.out.println("after");return result;}
}

创建动态代理

/*** CGLIB实现动态代理不需要接口 
*/public class Main {public static void main(String[] args) {Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setSuperclass(Tank.class);enhancer.setCallback(new TimeMethodInterceptor());Tank tank = (Tank)enhancer.create();tank.move();}
}

生成cglib代理的class，下面两个任选其一

System.setProperty("cglib.debugLocation", "./cg");System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "./cg");

或者在idea -> run -> edit configurations 中设置 vm options

-Dcglib.debugLocation=./cg

其他关于代理

正向代理：

• 知道目标地址，但无法直接访问，需要通过代理才可以访问。例如IP代理机场等。

• 正向代理的过程，隐藏了真实的客户端。客户端的请求服务都被代理服务器代替来请求。

反向代理：

• 不知道目标地址，代理服务器就相当于目标服务器，由代理服务器接受所有请求后，转发给内部其他服务器。例如访问百度www.baidu.com但是不知道实际访问是哪台服务器。