簡說設計模式——代理模式（續）

　　之前說了代理模式，即為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問，詳情見《簡說設計模式——代理模式》，而代理模式常見的實現方式為靜態代理及動態代理。

一、靜態代理

　　所謂靜態代理類是指：由程序員創建或由特定工具自動生成源代碼，再對其進行編譯。在程序運行之前，代理類的.class文件就已經存在了。UML結構圖如下：

　　這里以持久化層的數據交互類為例，IUserDao是與數據庫進行交互的接口，UserDao為IUserDao接口的實現類，UserDaoProxy為代理類，二者皆實現了IUserDao接口。說具體點就是，UserDao類是IUserDao接口的具體實現者，而UserDaoProxy類是通過調用UserDao類的相關方法來提供特定服務的。

　　1. IUserDao接口

　　這里為抽象目標類/接口。

public interface IUserDao {
    
    public void save();

}

 　　2. UserDao接口

　　這里為具體目標類或被代理的對象。實現了IUserDao中的接口方法。

public class UserDao implements IUserDao {

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("數據已保存！！！");
    }
    
}

 　　3. 靜態代理類

　　首先在靜態代理類中引入IUserDao接口，通過調用UserDao類的相關方法來提供特定服務。

public class UserDaoProxy implements IUserDao {
    
    private IUserDao iUserDao;

    public UserDaoProxy(IUserDao iUserDao) {
        this.iUserDao = iUserDao;
    }
    
    @Override
    public void save() {
        System.out.println("開始事務...");
        iUserDao.save();    //執行目標對象
        System.out.println("提交事務...");
    }

}

　　4. Client客戶端

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        UserDao userDao = new UserDao();
        UserDaoProxy proxy = new UserDaoProxy(userDao);
        proxy.save();
    }

}

　　運行結果如下：

　　

　　總結一下就是，在代理類中注入依賴，即引入需要代理的實體類，通過代理類來調用實體類中的方法來實現靜態代理。

　　靜態代理由我們自己去生成固定的代碼進行編譯。需要定義接口或抽象的父類作為抽象目標類，具體目標類和代理類一起實現相同的接口或繼承相同的類，然后通過調用相同的方法來調用目標對象的方法。

　　靜態代理需要目標對象和代理對象實現相同的接口。可以在不修改目標對象功能的前提下，對目標功能進行擴展。

　　雖然靜態代理可以很好的對目標對象進行功能擴展，但對每一個服務都需要建立代理類，工作量較大且不易管理，而且如果接口發生改變的話，代理類也得進行相應的修改，這時動態代理的作用就顯現出來了。

二、動態代理

　　動態代理與靜態代理的區別在於：在程序運行時，動態代理類是運用反射機制創建而成的。在抽象工廠模式的最后有提到用反射來代理switch語句進行選擇，這里就運用到了類似的思想。

　　通過動態代理，我們不再需要手動創建代理類，只需編寫一個動態處理器即可，而真正的代理對象由JDK在運行時幫我們創建。所以我們也將之稱為JDK動態代理。

　　方法步驟如下：

1. 寫一個代理類實現InvocationHandler接口，通過構造函數把代理對象（具體目標類）傳入到此處理器中，在invoke()方法中增加method.invoke(realSubject, args)
2. 在調用方法時，通過java.lang.reflect.Proxy和newProxyInstance()來獲取代理實現類，生成代理對象時，直接調用方法即可。

　　下面看一個例子，UML結構圖如下：

　　

　　1. IBusiness接口

　　被代理的接口。

public interface IBusiness {

    public void doWork();
    
}

 　　2. Business類

　　具體實現類/被代理的對象。

public class Business implements IBusiness {

    @Override
    public void doWork() {
        System.out.println("進行業務邏輯處理");
    }

}

 　　3. BusinessHandler類

　　BusinessHandler類實現類Invocation接口，它是方法調用接口，聲明了負責調用任意一個方法的invoke()方法，參數proxy指定動態代理類實例，參數method指定被調用的方法，參數args指定向被調用方法傳遞的參數，而invoke()方法的返回值表示被調用方法的返回值。其中 method.invoke(iBusiness, args) 相當於 iBusiness.method(args) 。

public class BusinessHandler implements InvocationHandler {
    
    private IBusiness iBusiness;
    
    public BusinessHandler(IBusiness iBusiness) {
        this.iBusiness = iBusiness;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("before");
        method.invoke(iBusiness, args);
        System.out.println("after");
        return null;
    }

}

 　　4. Client客戶端

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        Business business = new Business();
        
        //生成代理類對象
        IBusiness proxy = (IBusiness) Proxy.newProxyInstance(
                business.getClass().getClassLoader(), 
                business.getClass().getInterfaces(), 
                new BusinessHandler(business));
        
        proxy.doWork();
    }

}

　　 此處通過java.lang.reflect.Proxy類的newProxyInstance()方法來生成代理類對象，它的完整定義如下：

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

　　參數loader指定動態代理類的類加載器，參數interfaces指定動態代理類需要實現的所有接口，參數handler指定與動態代理類相關聯的InvocationHandler對象。所以我們只需調用newProxyInstance()方法就可以某一個對象的代理對象了。（有關ClassLoader類加載器的內容這里就不再贅述了，它的作用是將class文件加載到jvm虛擬機中去）。

　　運行結果如下：

　　

　　相比於靜態代理，動態代理的優勢還是很明顯的，不僅減少了對業務接口的依賴，還降低了耦合度，但它還是無法擺脫對接口的依賴。那么對於沒有接口的類應該如何實現動態代理呢？

三、CGLIB代理

　　cglib是一個強大的高性能代碼生成包，底層是通過使用一個小而快的字節碼處理框架ASM來轉換並生成新的類，所以我們一般也稱之為cglib字節碼生成。

　　與JDK動態代理不同，cglib是針對類來實現代理的，所以對於沒有接口的類我們可以通過cglib字節碼生成來實現代理。原理是對指定的業務類生成一個子類，並覆蓋其中的業務方法實現代理。但因為采用的是繼承，所以不能對final修飾的類進行代理。

　　下面看一個使用cglib進行代理的實例，需先導入相應的jar包（asm及cglib包）。

　　方法步驟如下：

1. 創建被代理類，創建攔截器（實現MethodInterceptor）
2. 實現Enhancer工具類，允許為非接口類型創建一個Java代理
3. 使用setSuperclass()方法設置父類
4. 使用setCallback()方法設置回調函數（默認執行intercept方法）
5. 使用create()方法創建子類

　　1. 被代理類

　　首先定義業務類，無需實現接口。

public class Hello {
    
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello World!");
    }

}

　　2. 攔截器

　　定義一個攔截器，通過實現MethodInterceptor接口的intercept()方法來實現回調方法，通過invokeSuper()執行目標對象的方法。

public class HelloMethodInterceptor implements MethodInterceptor {

    @Override
    public Object intercept(Object object, Method method , Object[] objects , MethodProxy methodProxy ) throws Throwable {
        System.out.println("before " + method.getName());
        methodProxy.invokeSuper(object, objects);
        System.out.println("after " + method.getName());
        return null;
    }

}

 　　3. Client客戶端

　　通過Enhancer加強類來創建動態代理類，通過它的setSuperclass()方法來指定要代理的業務類（即為下方生成的代理類指定父類），然后通過create()方法生成代理類對象。

　　在enhance.create()創建完代理對象后，在代理類調用方法中，會被我們實現的方法攔截器HelloMethodInterceptor攔截。如果被代理類被final修飾，則該類不能被繼承，即不能被代理；同樣，如果被代理類存在final修飾的方法，則該方法不能被代理。

public class Client {
    
    public static void main(String[] args) {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();        //工具類
        enhancer.setSuperclass(Hello.class);    //繼承被代理類
        enhancer.setCallback(new HelloMethodInterceptor());        //設置回調
        
        Hello hello = (Hello) enhancer.create();    //生成代理類對象
        hello.sayHello();
    }

}

 　　運行結果如下：

　　

　　綜上所述，cglib采用的是動態創建子類的方法，所以對final修飾的類不能進行代理。以Spring AOP編程為例，JDK動態代理及cglib代理的區別在於，有接口的目標對象采用JDK代理，無接口的目標對象采用cglib代理。

　　使用cglib的前提條件為：

• 需要引入cglib的jar文件
• 目標類不能為final
• 目標對象的方法如果為final/static，那么就不會被攔截，即不會執行目標對象額外的業務方法 

 

　　源碼地址：https://gitee.com/adamjiangwh/GoF