设计模式详解之代理模式

代理模式是咱们使用率比较高的一个模式。它的定义是为其余对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。java

若是只是从定义上来看,可能没法理解。为何要用代理来对这个对象来访问,我直接访问不行吗?行,固然行了。可是咱们使用代理天然是有代理的优点,咱们举个简单例子来讲明一下。编程

有一个房东,他有一座房子要出售。可是房子买卖呢,咱们知道,须要让买房的人来看房,有意向以后还须要和顾客签定一系列的合同,实在复杂。咱们的房东比较懒,他不想作那么多事情,他只想单纯卖房子。因而他找了一个中介,由中介来代替房东作这些事情。这个中介就能够说是咱们的代理。若是以为仍是以为抽象的话,下面咱们会用实际开发代码来演示代理模式,深刻理解。设计模式

代理模式的三个重要角色:ide

Subject抽象主题角色this

  • 抽象主题类能够是抽象类也能够是接口,是一个最普通的业务类型定义,无特殊要求。

RealSubject具体主题角色编码

  • 被委托角色,被代理角色。也就是咱们的房东

Proxy代理主题角色.net

  • 也叫作委托类、代理类。它负责对真实角色的应用,把全部抽象主题类定义的方法限制委托给真实主题角色实现,而且在真实主题角色处理完毕先后作预处理和蔼后处理工做。(咱们的中介)

关于咱们的代理模式大体能够分红两种,静态代理模式和动态代理模式。下面咱们会用代码来分别演示一下两种代理的区别。设计

1 静态代理

静态代理呢,就是咱们的每个具体主题角色都有本身专门的代理角色。咱们用代码来讲吧,咱们开发业务的时候,须要抽象service接口和具体实现。咱们模拟一个增删改查。代理

package proxydemo;

public interface Service {
    
    //好比咱们的业务有这四个方法
    
    void add();
    void delete();
    void update();
    void query();
    
}

而后就是咱们去实现这个接口日志

package proxydemo;

public class ServiceImpl implements Service {
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("增长操做");
    }

    @Override
    public void delete() {
        System.out.println("删除操做");
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println("更新操做");
    }

    @Override
    public void query() {
        System.out.println("查询操做");
    }
}

这个service接口就能够看做是咱们的抽象主题角色,具体实现类就是咱们的具体主题角色。咱们能够在客户端使用

package proxydemo;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ServiceImpl service = new ServiceImpl();
        service.add();
        service.delete();
        service.update();
        service.query();
    }
}

|----------控制台输出--------|
增长操做
删除操做
更新操做
查询操做

Process finished with exit code 0

可是若是这个时候来了一个需求,说要在咱们使用方法后,日志可以记录下来是进行了什么操做。那咱们容易想到的就是在咱们的实现类去修改,在使用后方法后用日志记录下来。可是咱们在开发中最忌讳就是修改原有的代码,由于咱们是要符合开闭原则的。全部咱们就能够用代理模式来

package proxydemo;

//咱们的代理角色,在不修改原来的代码状况下,扩展了日志的功能
public class ProxyServiceImpl implements Service{

    //使用组合模式代替继承
    private ServiceImpl service;

    public void setService(ServiceImpl service) {
        this.service = service;
    }

    @Override
    public void add() {
        System.out.println("日志输出:使用add方法");
        service.add();
    }

    @Override
    public void delete() {
        System.out.println("日志输出:使用delete方法");
        service.delete();
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println("日志输出:使用update方法");
        service.update();
    }

    @Override
    public void query() {
        System.out.println("日志输出:使用query方法");
        service.query();
    }
}

而后在咱们的客户端使用的时候,只须要给代理角色设置须要被代理的角色就行

package proxydemo;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //实例化咱们原来的功能
        ServiceImpl service = new ServiceImpl();
        //实例咱们的代理角色
        ProxyServiceImpl proxyService = new ProxyServiceImpl();
        //设置须要被代理的角色
        proxyService.setService(service);
        //使用有日志功能的代理方法
        proxyService.add();
        proxyService.delete();
        proxyService.update();
        proxyService.query();
    }
}



|----------控制台输出--------|
日志输出:使用add方法
增长操做
日志输出:使用delete方法
删除操做
日志输出:使用update方法
更新操做
日志输出:使用query方法
查询操做

Process finished with exit code 0

1.1 静态代理总结

好处:

  • 可使真实角色的操做更加纯粹!不用去关注一些公共的业务
  • 一些非核心的功能交给了代理角色,实现了业务的分工
  • 公共业务扩展的时候,方便集中管理

缺点:

  • 上面也说了,每个真实角色就会产生一个代理角色,代码量翻倍

2 动态代理

动态代理就是为了解决咱们上面那个代码量大的解决问题,也是咱们真正在开发中会去使用的代理模式。咱们的动态代理有两种方式去实现,一个是JDK动态代理(面向接口),一个是CGlib动态代理(面向类)。咱们这里主要是介绍概念,因此就用JDK动态代理来实现咱们上面的例子,另外一种的使用能够看这里(动态代理的两种方式以及区别

(补充:如今也出了Javassit去实现了)

关于JDK的动态代理,咱们在java.lang.reflect包下,有这么一个接口

Interface InvocationHandler

InvocationHandler是由代理实例的调用处理程序实现的接口

每一个代理实例都有一个关联的调用处理程序。 当在代理实例上调用方法时,方法调用将被编码并分派到其调用处理程序的invoke方法。

还有一个Proxy类,它提供了建立动态代理类和实例的静态方法,它也是由这些方法建立的全部动态代理类的超类。

能够经过反射来建立代理

Foo f = (Foo) Proxy.newProxyInstance(Foo.class.getClassLoader(),
                                          new Class<?>[] { Foo.class },
                                          handler);

话很少说,咱们用代码了实现一下更容易明白这些抽象的解释。

例子仍是调用咱们的上面的例子,只不过这个时候,咱们的代理类不须要去实现了,咱们实现InvocationHandler接口写调用程序就好了。

package proxydemo;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    //被代理的接口
    public Object target;

    public void setTarget(Object object) {
        this.target = object;
    }


    //经过反射生成获得代理类
    public Object getProxy(){
        //三个参数,当前的类加载器,被代理的接口,以及一个InvocationHandler,当前便可
        return Proxy.newProxyInstance
                (this.getClass().getClassLoader(),
                        target.getClass().getInterfaces(),this);
    }

    //处理代理实例,返回结果
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //经过反射来调用方法
        Object result = method.invoke(target,args);
        return result;
    }
}

咱们在咱们的客户端使用的时候,须要去实例化一个InvocationHandler就好了。

package proxydemo;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //实例一个咱们的须要被代理的角色
        ServiceImpl service = new ServiceImpl();
        //实例咱们的代理调用处理
        ProxyInvocationHandler pih = new ProxyInvocationHandler();
        //设计被代理的角色
        pih.setTarget(service);
        //经过反射了来实例咱们的代理类
        Service proxyService = (Service) pih.getProxy();
        proxyService.add();
        proxyService.delete();
        proxyService.update();
        proxyService.query();
    }
}

|----------控制台输出--------|
增长操做
删除操做
更新操做
查询操做

Process finished with exit code 0

具体的调用过程就是

这个时候若是咱们要增长一个日志输出功能的话,只须要在咱们的ProxyInvocationHandler里面增长就行。

package proxydemo;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    //被代理的接口
    private Object target;

    //设计被代理的接口
    public void setTarget(Object object) {
        this.target = object;
    }

    //经过反射生成获得代理类
    public Object getProxy(){
        //三个参数,当前的类加载器,被代理的接口,以及一个InvocationHandler,当前便可
        return Proxy.newProxyInstance
                (this.getClass().getClassLoader(),
                        target.getClass().getInterfaces(),this);
    }

    //处理代理实例,返回结果
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //经过反射来调用方法
        log(method.getName());  //将方法名传给咱们的输出方法
        Object result = method.invoke(target,args);
        return result;
    }
    
    //新增长的日志输出功能
    public void log(String msg){
        System.out.println("日志输出,调用了"+msg+"方法");
    }
}

客户端输出:

日志输出,调用了add方法
增长操做
日志输出,调用了delete方法
删除操做
日志输出,调用了update方法
更新操做
日志输出,调用了query方法
查询操做

Process finished with exit code 0

看到这里可能仍是会有小伙伴不是很懂, 上面咱们的静态代理实现了一个代理类,这里不也是实现了一个调用处理吗?注意,这里咱们的调用处理但是一个能够复用的,只要你是实现了基于接口实现的业务就能够调用。好比咱们一个庞大的业务的层,有不少的servcie接口,均可以统一使用这个动态代理模板。咱们不须要在实现阶段去关心代理谁,在使用的时候才指定代理谁!!!

3 总结

关于代理咱们也了解,它主要的优势也很明显

  • 职责清晰。真实的角色就是实现实际的业务逻辑,不用关心其余非本职责的事务,经过后期的代理完成一件事务,附带的结果就是编程简洁清晰。
  • 高扩展性。具体主题角色是随时都会发生变化的,只要它实现了接口,甭管它如何变化,都逃不脱如来佛的手掌(接口),那咱们的代理类彻底就能够在不作任何修改的状况下使用。
  • 智能化。都不用本身实现代理,只须要在使用的时候去指定就好了。

3.1 使用场景

关于代理模式应用的场景,一个比较典型的动态代理就是Spring AOP了,咱们用AOP来面向切面编程。在咱们完成核心业务以后,而后能够横向扩展咱们的周边业务,好比日志输出,监控等。具体的能够去了解AOP,了解以后对其余的场景,下次一见到就能看出来这用到了代理模式了。

4 参考资料

碰见狂神说:通俗易懂的23中设计模式教学(视频)

设计模式之禅(第二版)

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