JAVA反射篇之動態(tài)代理

代理模式

代理模式是常用的java設(shè)計模式,他的特征是代理類與委托類有同樣的接口,代理類主要負責(zé)為委托類預(yù)處理消息、過濾消息、把消息轉(zhuǎn)發(fā)給委托類,以及事后處理消息等。代理類與委托類之間通常會存在關(guān)聯(lián)關(guān)系,一個代理類的對象與一個委托類的對象關(guān)聯(lián),代理類的對象本身并不真正實現(xiàn)服務(wù),而是通過調(diào)用委托類的對象的相關(guān)方法,來提供特定的服務(wù)。簡單的說就是,我們在訪問實際對象時,是通過代理對象來訪問的,代理模式就是在訪問實際對象時引入一定程度的間接性,因為這種間接性,可以附加多種用途。

代理模式結(jié)構(gòu)圖

靜態(tài)代理

靜態(tài)代理的實現(xiàn)比較簡單,代理類通過實現(xiàn)與目標對象相同的接口,并在類中維護一個代理對象。通過構(gòu)造器塞入目標對象,賦值給代理對象,進而執(zhí)行代理對象實現(xiàn)的接口方法,并實現(xiàn)前攔截,后攔截等所需的業(yè)務(wù)功能。

靜態(tài)代理在編譯時就已經(jīng)將接口,被代理類,代理類等確定下來。在程序運行之前,代理類的.class文件就已經(jīng)生成。

靜態(tài)代理簡單實現(xiàn)

假如一個班的同學(xué)要向老師交班費,但是都是通過班長把自己的錢轉(zhuǎn)交給老師。這里,班長就是學(xué)生的代理。

首先,我們創(chuàng)建一個Person接口。這個接口就是學(xué)生(被代理類),和班長(代理類)的公共接口,他們都有上交班費的行為。這樣,學(xué)生上交班費就可以讓班長來代理執(zhí)行。

public interface Person {
    void giveMoney();
}

Student類實現(xiàn)Person接口。Student可以具體實施上交班費的動作。

public class Student implements Person {
    private String name;
    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    @Override
    public void giveMoney() {
       System.out.println(name + "上交班費50元");
    }
}

StudentsProxy類,這個類也實現(xiàn)了Person接口,但是還另外持有一個學(xué)生類對象,由于實現(xiàn)了Peson接口,同時持有一個學(xué)生對象,那么他可以代理學(xué)生類對象執(zhí)行上交班費行為。

public class StudentsProxy implements Person{
    //被代理的學(xué)生
    Student stu;
    
    public StudentsProxy(Student stu) {
        this.stu = stu;
    }
    
    //代理上交班費,調(diào)用被代理學(xué)生的上交班費行為
    public void giveMoney() {
        stu.giveMoney();
    }
}

測試

public class StaticProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        //被代理的學(xué)生張三,他的班費上交有代理對象monitor(班長)完成
        Person zhangsan = new Student("張三");
        
        //生成代理對象,并將張三傳給代理對象
        Person monitor = new StudentsProxy(zhangsan);
        
        //班長代理上交班費
        monitor.giveMoney();
    }
}

運行結(jié)果

這里并沒有直接通過張三(被代理對象)來執(zhí)行上交班費的行為,而是通過班長(代理對象)來代理執(zhí)行了。這就是代理模式。

代理模式最主要的就是有一個公共接口(Person),一個具體的類(Student),一個代理類(StudentsProxy),代理類持有具體類的實例,代為執(zhí)行具體類實例方法。上面說到,代理模式就是在訪問實際對象時引入一定程度的間接性,因為這種間接性,可以附加多種用途。這里的間接性就是指不直接調(diào)用實際對象的方法,那么我們在代理過程中就可以加上一些其他用途。就這個例子來說,加入班長在幫張三上交班費之前想要先反映一下張三最近學(xué)習(xí)有很大進步,通過代理模式很輕松就能辦到:

public class StudentsProxy implements Person{
    //被代理的學(xué)生
    Student stu;
    
    public StudentsProxy(Student stu) {
        this.stu = stu;
    }
    
    //代理上交班費,調(diào)用被代理學(xué)生的上交班費行為
    public void giveMoney() {
        System.out.println("張三最近學(xué)習(xí)有進步!");
        stu.giveMoney();
    }
}

運行結(jié)果

動態(tài)代理

代理類在程序運行時創(chuàng)建的代理方式被稱為動態(tài)代理。 我們上面靜態(tài)代理的例子中,代理類(studentProxy)是自己定義好的,在程序運行之前就已經(jīng)編譯完成。然而動態(tài)代理,代理類并不是在Java代碼中定義的,而是在運行時根據(jù)我們在Java代碼中的“指示”動態(tài)生成的。相比于靜態(tài)代理, 動態(tài)代理的優(yōu)勢在于可以很方便的對代理類的函數(shù)進行統(tǒng)一的處理,而不用修改每個代理類中的方法。

比如說,想要在每個代理的方法前都加上一個處理方法:

public void giveMoney() {
        //調(diào)用被代理方法前加入處理方法
        beforeMethod();
        stu.giveMoney();
    }

這里只有一個giveMoney方法,就寫一次beforeMethod方法,但是如果除了giveMonney還有很多其他的方法,那就需要寫很多次beforeMethod方法,很麻煩而且不夠優(yōu)雅。那看看下面動態(tài)代理如何實現(xiàn)。

動態(tài)代理簡單實現(xiàn)

在java的java.lang.reflect包下提供了一個Proxy類和一個InvocationHandler接口,通過這個類和這個接口可以生成JDK動態(tài)代理類和動態(tài)代理對象。

還是上面班長需要幫學(xué)生代交班費的例子。

首先是定義一個Person接口:

public interface Person {
    void giveMoney();
}

創(chuàng)建需要被代理的實際類:

public class Student implements Person {
    private String name;
    public Student(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    @Override
    public void giveMoney() {
       System.out.println(name + "上交班費50元");
    }
}

創(chuàng)建StuInvocationHandler類,實現(xiàn)InvocationHandler接口,這個類中持有一個被代理對象的實例stu。InvocationHandler中有一個invoke方法,所有執(zhí)行代理對象的方法都會被替換成執(zhí)行invoke方法。
然后在invoke方法中執(zhí)行被代理對象stu的相應(yīng)方法。當然,在代理過程中,我們在真正執(zhí)行被代理對象的方法前加入自己其他處理。

public class StuInvocationHandler implements InvocationHandler {
   //invocationHandler持有的被代理對象
    Student stu;
    
    public StuInvocationHandler(Student stu) {
       this.stu = stu;
    }
    
    /**
     * proxy:代表動態(tài)代理對象
     * method:代表正在執(zhí)行的方法
     * args:代表調(diào)用目標方法時傳入的實參
     */
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("代理執(zhí)行" +method.getName() + "方法");
        Object result = method.invoke(stu, args);
        return result;
    }
}

創(chuàng)建動態(tài)代理對象

public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        //創(chuàng)建一個實例對象,這個對象是被代理的對象
        Person zhangsan = new Student("張三");
        
        //創(chuàng)建一個與代理對象相關(guān)聯(lián)的InvocationHandler
        InvocationHandler stuHandler = new StuInvocationHandler(zhangsan);
        
        //創(chuàng)建一個代理對象stuProxy來代理zhangsan,代理對象的每個執(zhí)行方法都會替換執(zhí)行Invocation中的invoke方法
        Person stuProxy = (Person) Proxy.newProxyInstance(Person.class.getClassLoader(), new Class<?>[]{Person.class}, stuHandler);

       //代理執(zhí)行上交班費的方法
        stuProxy.giveMoney();
    }
}

運行結(jié)果

動態(tài)代理的優(yōu)勢在于可以很方便的對代理類的函數(shù)進行統(tǒng)一的處理,而不用修改每個代理類中的方法。是因為所有被代理執(zhí)行的方法,都是通過在InvocationHandler中的invoke方法調(diào)用的,所以我們只要在invoke方法中統(tǒng)一處理,就可以對所有被代理的方法進行相同的操作了。

本文大部分引用自:java動態(tài)代理實現(xiàn)與原理詳細分析

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