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Java中的代理模式
阅读量:4879 次
发布时间:2019-06-11

本文共 17562 字,大约阅读时间需要 58 分钟。

1、什么是代理模式

代理模式:就是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

代理可以在不改动目标对象的基础上,增加其他额外的功能(扩展功能)。

 

 

举个例子来说明代理的作用: 一般我们想邀请明星来当我们的代言人,我们并不能直接联系到明星,而是通过其经纪人,来告诉经纪人我们需要和明星进行合作,然后通过经纪人来转达给明星。,明星只需要做好代言工作就好,其他繁琐的事情就交于经纪人就可以。这里的经经纪人就是一个代理对象,明星就是一个目标对象。

 

用图表示如下:

 

2、三种代理模式

 2.1 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(目标对象)与代理对象(Proxy)一起实现相同的接口或者是继承相同父类。

下面通过代码演示下:

接口IUserDao:

/** * 接口 */public interface IUserDao {    void save();}

目标对象:UserDao:

/** * 实现接口 * 目标对象 */public class UserDao implements IUserDao {    public void save() {        System.out.println("----保存数据成功!----");    }}

代理对象:UserDaoProxy

/** * 代理对象(静态代理) */public class UserDaoProxy implements IUserDao{    //接收保存目标对象    private IUserDao target;    public UserDaoProxy(IUserDao target){        this.target=target;    }    public void save() {        System.out.println("开始事务...");        target.save();//执行目标对象的方法        System.out.println("提交事务...");    }}

测试类:AppTest:

/** * 测试类 */public class AppTest {    public static void main(String[] args) {        //目标对象        UserDao target = new UserDao();        //代理对象,把目标对象传给代理对象,建立代理关系        UserDaoProxy proxy = new UserDaoProxy(target);        proxy.save();//执行的是代理的方法    }}

静态代理总结:

 可以实现在不修改目标对象的基础上,对目标对象的功能进行扩展。

 但是由于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.

 可以使用动态代理方式来解决。

2.2 动态代理(JDK代理

动态代理有以下特点:

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,动态的在内存中创建代理对象(需要我们指定创建代理对象/目标对象实现的接口的类型)
3.动态代理也叫做:JDK代理,接口代理

JDK中生成代理对象的API

代理类所在包:java.lang.reflect.Proxy

JDK实现代理只需要使用newProxyInstance方法,但是该方法需要接收三个参数,完整的写法是:

static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class
[] interfaces,InvocationHandler h )

 方法是在Proxy类中是静态方法,且接收的三个参数依次为:

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,使用泛型方式确认类型
InvocationHandler h  //事件处理器

下面进行代码演示:

接口类IUserDao

/** * 接口 */public interface IUserDao {    void save();}

目标对象UserDao

/** * 接口实现 * 目标对象 */public class UserDao implements IUserDao {    public void save() {        System.out.println("----保存数据成功!----");    }}

代理工厂类:ProxyFactory

/** * 创建动态代理对象 * 动态代理不需要实现接口,但是需要指定接口类型 */public class ProxyFactory{    //维护一个目标对象    private Object target;    public ProxyFactory(Object target){        this.target=target;    }   //给目标对象生成代理对象    public Object getProxyInstance(){        return Proxy.newProxyInstance(                target.getClass().getClassLoader(),                target.getClass().getInterfaces(),                new InvocationHandler() {                    @Override                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {                        System.out.println("开始事务111");                        //执行目标对象方法                        Object returnValue = method.invoke(target, args);                        System.out.println("提交事务111");                        return returnValue;                    }                }        );    }}

测试类:App:

/** * 测试类 */public class App {    public static void main(String[] args) {        // 目标对象        IUserDao target = new UserDao();        // 【原始的类型 class com.zhong.UserDao】        System.out.println(target.getClass());        // 给目标对象,创建代理对象        IUserDao proxy = (IUserDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();        // class $Proxy0   内存中动态生成的代理对象        System.out.println(proxy.getClass());        // 执行方法   【代理对象】        proxy.save();    }}

在这里我们会想:代理对象是谁,是如何生成这个代理对象的呢?接下来我们主要看这个方法  getProxyInstance() 

//给目标对象生成代理对象    public Object getProxyInstance(){        return Proxy.newProxyInstance(                target.getClass().getClassLoader(),                target.getClass().getInterfaces(),                new InvocationHandler() {                    @Override                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {                        System.out.println("开始事务111");                        //执行目标对象方法                        Object returnValue = method.invoke(target, args);                        System.out.println("提交事务111");                        return returnValue;                    }                }        );

我们看到其返回了一个Proxy类的对象,即JDK的动态代理,是通过一个叫Proxy的类的静态方法newProxyInstance来实现的,其那么我们就去它的源码里看一下它到底都做了些什么?

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,                                          Class>[] interfaces,                                          InvocationHandler h)        throws IllegalArgumentException    {        //检查h 不为空,否则抛异常        Objects.requireNonNull(h);         final Class>[] intfs = interfaces.clone();        final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();        if (sm != null) {            checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);        }         /*         * 获得与指定类装载器和一组接口相关的代理类类型对象         */        Class> cl = getProxyClass0(loader, intfs);         /*         * 通过反射获取构造函数对象并生成代理类实例         */        try {            if (sm != null) {                checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);            }            //获取代理对象的构造方法(也就是$Proxy0(InvocationHandler h))             final Constructor> cons = cl.getConstructor(constructorParams);            final InvocationHandler ih = h;            if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {                AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {                    public Void run() {                        cons.setAccessible(true);                        return null;                    }                });            }            //生成代理类的实例并把InvocationHandlerImpl的实例传给它的构造方法            return cons.newInstance(new Object[]{h});        } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {            throw new InternalError(e.toString(), e);        } catch (InvocationTargetException e) {            Throwable t = e.getCause();            if (t instanceof RuntimeException) {                throw (RuntimeException) t;            } else {                throw new InternalError(t.toString(), t);            }        } catch (NoSuchMethodException e) {            throw new InternalError(e.toString(), e);        }    }

上面的代码表明,首先通过getProxyClass0获得这个代理类,然后通过c1.getConstructor()拿到构造函数,最后一步,通过cons.newInstance返回这个新的代理类的一个实例,注意:调用newInstance的时候,传入的参数为h,即我们自己定义好的InvocationHandler类 。我们再进去getProxyClass0方法看一下:

/**     * Generate a proxy class.  Must call the checkProxyAccess method     * to perform permission checks before calling this.     */    private static Class> getProxyClass0(ClassLoader loader,                                           Class>... interfaces) {        if (interfaces.length > 65535) {            throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");        }         // If the proxy class defined by the given loader implementing        // the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;        // otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory        return proxyClassCache.get(loader, interfaces);    }

这里用到了缓存,先从缓存里查一下,如果存在,直接返回,不存在就新创建。

真相还是没有来到,继续,看一下proxyClassCache

/**     * a cache of proxy classes     */    private static final WeakCache[], Class>>        proxyClassCache = new WeakCache(new KeyFactory(), new ProxyClassFactory());

再看下proxyClassCache.get方法,

public synchronized V get() { // serialize access            // re-check            Supplier supplier = valuesMap.get(subKey);            if (supplier != this) {                // something changed while we were waiting:                // might be that we were replaced by a CacheValue                // or were removed because of failure ->                // return null to signal WeakCache.get() to retry                // the loop                return null;            }            // else still us (supplier == this)             // create new value            V value = null;            try {                value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));            } finally {                if (value == null) { // remove us on failure                    valuesMap.remove(subKey, this);                }            }            // the only path to reach here is with non-null value            assert value != null;             // wrap value with CacheValue (WeakReference)            CacheValue cacheValue = new CacheValue(value);             // try replacing us with CacheValue (this should always succeed)            if (valuesMap.replace(subKey, this, cacheValue)) {                // put also in reverseMap                reverseMap.put(cacheValue, Boolean.TRUE);            } else {                throw new AssertionError("Should not reach here");            }             // successfully replaced us with new CacheValue -> return the value            // wrapped by it            return value;        }    }

其中,value = Objects.requireNonNull(valueFactory.apply(key, parameter));

提到了apply(),是Proxy类的内部类ProxyClassFactory实现其接口的一个方法,具体实现如下:

/**     * A factory function that generates, defines and returns the proxy class given     * the ClassLoader and array of interfaces.     */    private static final class ProxyClassFactory        implements BiFunction[], Class>>    {        // prefix for all proxy class names        private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";         // next number to use for generation of unique proxy class names        private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();         @Override        public Class> apply(ClassLoader loader, Class>[] interfaces) {             Map, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap(interfaces.length);            for (Class> intf : interfaces) {                /*                 * Verify that the class loader resolves the name of this                 * interface to the same Class object.                 */                Class> interfaceClass = null;                try {                    interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);                } catch (ClassNotFoundException e) {                }                if (interfaceClass != intf) {                    throw new IllegalArgumentException(                        intf + " is not visible from class loader");                }                /*                 * Verify that the Class object actually represents an                 * interface.                 */                if (!interfaceClass.isInterface()) {                    throw new IllegalArgumentException(                        interfaceClass.getName() + " is not an interface");                }                /*                 * Verify that this interface is not a duplicate.                 */                if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {                    throw new IllegalArgumentException(                        "repeated interface: " + interfaceClass.getName());                }            }             String proxyPkg = null;     // package to define proxy class in            int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;             /*             * Record the package of a non-public proxy interface so that the             * proxy class will be defined in the same package.  Verify that             * all non-public proxy interfaces are in the same package.             */            for (Class> intf : interfaces) {                int flags = intf.getModifiers();                if (!Modifier.isPublic(flags)) {                    accessFlags = Modifier.FINAL;                    String name = intf.getName();                    int n = name.lastIndexOf('.');                    String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));                    if (proxyPkg == null) {                        proxyPkg = pkg;                    } else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {                        throw new IllegalArgumentException(                            "non-public interfaces from different packages");                    }                }            }             if (proxyPkg == null) {                // if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package                proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";            }             /*             * Choose a name for the proxy class to generate.             */            long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();            String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;             /*             * Generate the specified proxy class.             */            byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(                proxyName, interfaces, accessFlags);            try {                return defineClass0(loader, proxyName,                                    proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);            } catch (ClassFormatError e) {                /*                 * A ClassFormatError here means that (barring bugs in the                 * proxy class generation code) there was some other                 * invalid aspect of the arguments supplied to the proxy                 * class creation (such as virtual machine limitations                 * exceeded).                 */                throw new IllegalArgumentException(e.toString());            }        }    }

这里我们看到了熟悉的方法Class.forName();要加载指定的接口,即是生成类,那就有对应的class字节码

/生成字节码byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces, accessFlags);

接下来我们也使用测试一下,使用这个方法生成的字节码是个什么样子:

package com.adam.java.basic;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import sun.misc.ProxyGenerator;public class DynamicProxyTest {    public static void main(String[] args) {         IUserDao  userdao = new UserDao();         ProxyFactory  handler = new  ProxyFactory  (                userdao);        IUserDao   proxy = (IUserDao ) handler.getProxyInstance();        proxy.save();                String path = "C:/$Proxy0.class";        byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("$Proxy0",                UserDao.class.getInterfaces());        FileOutputStream out = null;        try {            out = new FileOutputStream(path);            out.write(classFile);            out.flush();        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        } finally {            try {                out.close();            } catch (IOException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }}

不是原始的IUserDao里的save()方法了,而是新生成的代理类的save()方法,我们将生成的$Proxy0.class文件用jd-gui打开

public final void save()    throws   {    try    {      this.h.invoke(this, m3, null);      return;    }    catch (Error|RuntimeException localError)    {      throw localError;    }    catch (Throwable localThrowable)    {      throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);    }  }

核心就在于this.h.invoke(this. m3, null);此处的h是啥呢?我们看看这个类的类名:

public final class $Proxy0 extends Proxy implements IUserDao

不难发现,新生成的这个类,继承了Proxy类实现了IUserDao这个接口,而这个UserService就是我们指定的接口,所以,这里我们基本可以断定,JDK的动态代理,生成的新代理类就是继承了Proxy基类,实现了传入的接口的类。那这个h到底是啥呢?我们再看看这个新代理类,看看构造函数:

public $Proxy0(InvocationHandler paramInvocationHandler)      throws     {      super(paramInvocationHandler);    }

这里传入了InvocationHandler类型的参数,而之前有一句代码:

return cons.newInstance(new Object[]{h}); 

这是newInstance方法的最后一句,传入的h,就是这里用到的h,也就是我们最初自己定义的MyInvocationHandler类的实例。所以,我们发现,其实最后调用的save()方法,其实调用的是ProxyFactory的invoke()方法.继续看:

static  {    try    {      m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });      m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);      m3 = Class.forName("com.zhong.IUserDao").getMethod("save", new Class[0]);      m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);      return;    }

m3就是原接口的save()方法.

 

通过跟踪提示代码可以看出:当代理对象调用真实对象的方法时,其会自动的跳转到代理对象关联的handler对象的invoke方法来进行调用。

总结:

动态代理实现过程:

1. 通过getProxyClass0()生成代理类。JDK生成的最终真正的代理类,它继承自Proxy并实现了我们定义的接口.

2. 通过Proxy.newProxyInstance()生成代理类的实例对象,创建对象时传入InvocationHandler类型的实例。

3. 调用新实例的方法,即此例中的save(),即原InvocationHandler类中的invoke()方法。

 

代理对象不需要实现接口,但是目标对象一定要实现接口,否则不能用动态代理

 

2.3.Cglib代理

 

JDK的动态代理机制只能代理实现了接口的类,而不能实现接口的类就不能实现JDK的动态代理,cglib是针对类来实现代理的,他的原理是对指定的目标类生成一个子类,并覆盖其中方法实现增强,但因为采用的是继承,所以不能对final修饰的类进行代理。 

Cglib代理,也叫作子类代理,它是在内存中构建一个子类对象从而实现对目标对象功能的扩展

 

Cglib子类代理实现方法:

1.需要引入cglib的jar文件,但是Spring的核心包中已经包括了Cglib功能,所以直接引入Spring-core.jar即可.
2.引入功能包后,就可以在内存中动态构建子类
3.代理的类不能为final,否则报错
4.目标对象的方法如果为final/static,那么就不会被拦截,即不会执行目标对象额外的业务方法.

代码演示如下:

/** * 目标对象,没有实现任何接口 */public class UserDao {    public void save() {        System.out.println("----保存数据成功!----");    }}

Cglib代理工厂:ProxyFactory

/** * Cglib子类代理工厂 * 对UserDao在内存中动态构建一个子类对象 */public class ProxyFactory implements MethodInterceptor{    //维护目标对象    private Object target;    public ProxyFactory(Object target) {        this.target = target;    }    //给目标对象创建一个代理对象    public Object getProxyInstance(){        //1.工具类        Enhancer en = new Enhancer();        //2.设置父类        en.setSuperclass(target.getClass());        //3.设置回调函数        en.setCallback(this);        //4.创建子类(代理对象)        return en.create();    }    @Override    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {        System.out.println("开始事务...");        //执行目标对象的方法        Object returnValue = method.invoke(target, args);        System.out.println("提交事务...");        return returnValue;    }}

测试类APPTest:

/** * 测试类 */public class AppTest {    @Test    public void test(){        //目标对象        UserDao target = new UserDao();        //代理对象        UserDao proxy = (UserDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();        //执行代理对象的方法        proxy.save();    }}

 

链接:http://www.cnblogs.com/cenyu/p/6289209.html;

         

 

转载于:https://www.cnblogs.com/linzhong/p/7234051.html

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