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理解Java動態(tài)代理需要對Java的反射機(jī)制有一定了解

什么是代理模式

在有些情況下，一個客戶不能或者不想直接訪問另一個對象，這時需要找一個中介幫忙完成某項任務(wù)，這個中介就是代理對象。

例如，購買火車票不一定要去火車站買，可以通過 12306 網(wǎng)站或者去火車票代售點買。又如找女朋友、找保姆、找工作等都可以通過找中介完成。

定義

由于某些原因需要給某對象提供一個代理以控制對該對象的訪問。

訪問對象不適合或者不能直接引用目標(biāo)對象，代理對象作為訪問對象和目標(biāo)對象之間的中介。

代理模式的主要角色

• 抽象角色（Subject）：通過接口或抽象類聲明真實主題和代理對象實現(xiàn)的業(yè)務(wù)方法。

• 真實角色（Real Subject）：實現(xiàn)了抽象主題中的具體業(yè)務(wù)，是代理對象所代表的真實對象，是最終要引用的對象。

• 代理（Proxy）：提供了與真實主題相同的接口，其內(nèi)部含有對真實主題的引用，它可以訪問、控制或擴(kuò)展真實主題的功能。

• 客戶 : 使用代理角色來進(jìn)行一些操作 .

優(yōu)點

• 代理模式在客戶端與目標(biāo)對象之間起到一個中介作用和保護(hù)目標(biāo)對象的作用

• 代理對象可以擴(kuò)展目標(biāo)對象的功能

• 代理模式能將客戶端與目標(biāo)對象分離，在一定程度上降低了系統(tǒng)的耦合度，增加了程序的可擴(kuò)展性

缺點

• 冗余，由于代理對象要實現(xiàn)與目標(biāo)對象一致的接口，會產(chǎn)生過多的代理類。

• 系統(tǒng)設(shè)計中類的數(shù)量增加，變得難以維護(hù)。

使用動態(tài)代理方式，可以有效避免以上的缺點

靜態(tài)代理

靜態(tài)代理其實就是最基礎(chǔ)、最標(biāo)準(zhǔn)的代理模式實現(xiàn)方案。

舉例：

Rent . java 即抽象角色

//抽象角色：租房
public interface Rent {
   public void rent();
}

Landlord . java 即真實角色

//真實角色: 房東，房東要出租房子
public class Landlord implements Rent{
   public void rent() {
       System.out.println("房屋出租");
  }
}

Proxy . java 即代理

//代理角色：中介
public class Proxy implements Rent {

   private Landlord landlord;
   public Proxy() { }
   public Proxy(Landlord landlord) {
       this.landlord = landlord;
  }
   //租房
   public void rent(){
       seeHouse();
       landlord.rent();
       fare();
  }
   //看房
   public void seeHouse(){
       System.out.println("帶房客看房");
  }
   //收中介費
   public void fare(){
       System.out.println("收中介費");
  }
}

Client . java 即客戶

//客戶類，一般客戶都會去找代理！
public class Client {
   public static void main(String[] args) {
       //房東要租房
       Landlord landlord = new Landlord();
       //中介幫助房東
       Proxy proxy = new Proxy(landlord);
       //客戶找中介
       proxy.rent();
  }
}

結(jié)果：

帶房客看房
房屋出租
收中介費

Process finished with exit code 0

在這個過程中，客戶接觸的是中介，看不到房東，但是依舊租到了房東的房子。同時房東省了心，客戶省了事。

靜態(tài)代理享受代理模式的優(yōu)點，同時也具有代理模式的缺點，那就是一旦實現(xiàn)的功能增加，將會變得異常冗余和復(fù)雜，秒變光頭。

為了保護(hù)頭發(fā)，就出現(xiàn)了動態(tài)代理模式！

動態(tài)代理

動態(tài)代理的出現(xiàn)就是為了解決傳統(tǒng)靜態(tài)代理模式的中的缺點。

具備代理模式的優(yōu)點的同時，巧妙的解決了靜態(tài)代理代碼冗余，難以維護(hù)的缺點。

在Java中常用的有如下幾種方式：

• JDK 原生動態(tài)代理

• cglib 動態(tài)代理

• javasist 動態(tài)代理

JDK原生動態(tài)代理

上例中靜態(tài)代理類中，中介作為房東的代理，實現(xiàn)了相同的租房接口。

例子

1. 首先實現(xiàn)一個InvocationHandler，方法調(diào)用會被轉(zhuǎn)發(fā)到該類的invoke()方法。

2. 然后在需要使用Rent的時候，通過JDK動態(tài)代理獲取Rent的代理對象。

class RentInvocationHandler implements InvocationHandler {

    private Rent rent;

    public RentInvocationHandler(Rent rent) {
        this.rent = rent;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        seeHouse();
        Object result = method.invoke(rent, args);
        fare();
        return result;
    }

    //看房
    public void seeHouse(){
        System.out.println("帶房客看房");
    }
    //收中介費
    public void fare(){
        System.out.println("收中介費");
    }
    //動態(tài)獲取代理
    public Object getProxy() {
        return Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(),
                rent.getClass().getInterfaces(),this); //核心關(guān)鍵
    }
}

客戶使用動態(tài)代理調(diào)用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Landlord landlord = new Landlord();
        //代理實例的調(diào)用處理程序
        RentInvocationHandler pih = new RentInvocationHandler(landlord);
        Rent proxy = (Rent)pih.getProxy(); //動態(tài)生成對應(yīng)的代理類！
        proxy.rent();
    }
}

運(yùn)行結(jié)果和前例相同

分析

上述代碼的核心關(guān)鍵是Proxy.newProxyInstance方法，該方法會根據(jù)指定的參數(shù)動態(tài)創(chuàng)建代理對象。

它三個參數(shù)的意義如下：

1. loader，指定代理對象的類加載器

2. interfaces，代理對象需要實現(xiàn)的接口，可以同時指定多個接口

3. handler，方法調(diào)用的實際處理者，代理對象的方法調(diào)用都會轉(zhuǎn)發(fā)到這里

Proxy.newProxyInstance會返回一個實現(xiàn)了指定接口的代理對象，對該對象的所有方法調(diào)用都會轉(zhuǎn)發(fā)給InvocationHandler.invoke()方法。

因此，在invoke()方法里我們可以加入任何邏輯，比如修改方法參數(shù)，加入日志功能、安全檢查功能等等等等……

小結(jié)

顯而易見，對于靜態(tài)代理而言，我們需要手動編寫代碼讓代理實現(xiàn)抽象角色的接口。

而在動態(tài)代理中，我們可以讓程序在運(yùn)行的時候自動在內(nèi)存中創(chuàng)建一個實現(xiàn)抽象角色接口的代理，而不需要去單獨定義這個類，代理對象是在程序運(yùn)行時產(chǎn)生的，而不是編譯期。

對于從Object中繼承的方法，JDK Proxy會把hashCode()、equals()、toString()這三個非接口方法轉(zhuǎn)發(fā)給InvocationHandler，其余的Object方法則不會轉(zhuǎn)發(fā)。

CGLIB動態(tài)代理

JDK動態(tài)代理是基于接口的，如果對象沒有實現(xiàn)接口該如何代理呢？CGLIB代理登場

CGLIB(Code Generation Library)是一個基于ASM的字節(jié)碼生成庫，它允許我們在運(yùn)行時對字節(jié)碼進(jìn)行修改和動態(tài)生成。CGLIB通過繼承方式實現(xiàn)代理。

使用cglib需要引入cglib的jar包，如果你已經(jīng)有spring-core的jar包，則無需引入，因為spring中包含了cglib。

<dependency>
    <groupId>cglib</groupId>
    <artifactId>cglib</artifactId>
    <version>3.3.0</version>
</dependency>

例子

來看示例，假設(shè)我們有一個沒有實現(xiàn)任何接口的類Landlord：

public class Landlord{
    public void rent() {
        System.out.println("房屋出租");
    }
}

因為沒有實現(xiàn)接口，所以使用通過CGLIB代理實現(xiàn)如下：

首先實現(xiàn)一個MethodInterceptor，方法調(diào)用會被轉(zhuǎn)發(fā)到該類的intercept()方法

public class RentMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
    private Object target;//維護(hù)一個目標(biāo)對象
    public RentMethodInterceptor(Object target) {
        this.target = target;
    }
    //為目標(biāo)對象生成代理對象
    public Object getProxyInstance() {
        //工具類
        Enhancer en = new Enhancer();
        //設(shè)置父類
        en.setSuperclass(target.getClass());
        //設(shè)置回調(diào)函數(shù)
        en.setCallback(this);
        //創(chuàng)建子類對象代理
        return en.create();
    }
    @Override
    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("看房");
        // 執(zhí)行目標(biāo)對象的方法
        Object returnValue = method.invoke(target, objects);
        System.out.println("中介費");
        return null;
    }
}

客戶通過CGLIB動態(tài)代理獲取代理對象

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Landlord target = new Landlord();
        System.out.println(target.getClass());
        //代理對象
        Landlord proxy = (Landlord) new RentMethodInterceptor(target).getProxyInstance();
        System.out.println(proxy.getClass());
        //執(zhí)行代理對象方法
        proxy.rent();
    }
}

運(yùn)行輸出結(jié)果和前例相同

分析

對于從Object中繼承的方法，CGLIB代理也會進(jìn)行代理，如hashCode()、equals()、toString()等，但是getClass()、wait()等方法不會，因為它是final方法，CGLIB無法代理。

其實CGLIB和JDK代理的思路大致相同

上述代碼中，通過CGLIB的Enhancer來指定要代理的目標(biāo)對象、實際處理代理邏輯的對象。

最終通過調(diào)用create()方法得到代理對象，對這個對象所有非final方法的調(diào)用都會轉(zhuǎn)發(fā)給MethodInterceptor.intercept()方法。

在intercept()方法里我們可以加入任何邏輯，同JDK代理中的invoke()方法

通過調(diào)用MethodProxy.invokeSuper()方法，我們將調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)給原始對象，具體到本例，就是Landlord的具體方法。CGLIG中MethodInterceptor的作用跟JDK代理中的InvocationHandler很類似，都是方法調(diào)用的中轉(zhuǎn)站。

final類型

CGLIB是通過繼承的方式來實現(xiàn)動態(tài)代理的，有繼承就不得不考慮final的問題。我們知道final類型不能有子類，所以CGLIB不能代理final類型，遇到這種情況會拋出類似如下異常：

java.lang.IllegalArgumentException: Cannot subclass final class cglib.HelloConcrete

同樣的，final方法是不能重載的，所以也不能通過CGLIB代理，遇到這種情況不會拋異常，而是會跳過final方法只代理其他方法。

其他方案

• 使用ASM在被代理類基礎(chǔ)上生成新的字節(jié)碼形成代理類

• 使用javassist在被代理類基礎(chǔ)上生成新的字節(jié)碼形成代理類

javassist也是常用的一種動態(tài)代理方案，ASM速度非常快，這里不在進(jìn)行展開。

尾聲

動態(tài)代理是Spring AOP(Aspect Orient Programming, 面向切面編程)的實現(xiàn)方式，了解動態(tài)代理原理，對理解Spring AOP大有幫助。

• 如spring等這樣的框架，要增強(qiáng)具體業(yè)務(wù)的邏輯方法，不可能在框架里面去寫一個靜態(tài)代理類，太蠢了，只能按照用戶的注解或者xml配置來動態(tài)生成代理類。

• 業(yè)務(wù)代碼內(nèi)，當(dāng)需要增強(qiáng)的業(yè)務(wù)邏輯非常通用（如:添加log，重試，統(tǒng)一權(quán)限判斷等）時，使用動態(tài)代理將會非常簡單，如果每個方法增強(qiáng)邏輯不同，那么靜態(tài)代理更加適合。

• 使用靜態(tài)代理時，如果代理類和被代理類同時實現(xiàn)了一個接口，當(dāng)接口方法有變動時，代理類也必須同時修改，代碼將變得臃腫且難以維護(hù)。

source: https://www.cnblogs.com/aduner/p/14646877.html