Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

简介: Java代理设计模式(Proxy)的四种具体实现:静态代理和动态代理

面试问题:Java里的代理设计模式(Proxy Design Pattern)一共有几种实现方式?这个题目很像孔乙己问“茴香豆的茴字有哪几种写法?”

image.png

所谓代理模式,是指客户端(Client)并不直接调用实际的对象(下图右下角的RealSubject),而是通过调用代理(Proxy),来间接的调用实际的对象。


代理模式的使用场合,一般是由于客户端不想直接访问实际对象,或者访问实际的对象存在技术上的障碍,因而通过代理对象作为桥梁,来完成间接访问。

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实现方式一:静态代理

开发一个接口IDeveloper,该接口包含一个方法writeCode,写代码。

public interface IDeveloper {
     public void writeCode();
}

创建一个Developer类,实现该接口。

public class Developer implements IDeveloper{
  private String name;
  public Developer(String name){
    this.name = name;
  }
  @Override
  public void writeCode() {
    System.out.println("Developer " + name + " writes code");
  }
}

测试代码:创建一个Developer实例,名叫Jerry,去写代码!

public class DeveloperTest {
  public static void main(String[] args) {
    IDeveloper jerry = new Developer("Jerry");
    jerry.writeCode();
  }
}

现在问题来了。Jerry的项目经理对Jerry光写代码,而不维护任何的文档很不满。假设哪天Jerry休假去了,其他的程序员来接替Jerry的工作,对着陌生的代码一脸问号。经全组讨论决定,每个开发人员写代码时,必须同步更新文档。


为了强迫每个程序员在开发时记着写文档,而又不影响大家写代码这个动作本身, 我们不修改原来的Developer类,而是创建了一个新的类,同样实现IDeveloper接口。这个新类DeveloperProxy内部维护了一个成员变量,指向原始的IDeveloper实例:

public class DeveloperProxy implements IDeveloper{
  private IDeveloper developer;
  public DeveloperProxy(IDeveloper developer){
    this.developer = developer;
  }
  @Override
  public void writeCode() {
    System.out.println("Write documentation...");
    this.developer.writeCode();
  }
}

image.png

通过InvocationHandler实现动态代理的局限性

假设有个产品经理类(ProductOwner) 没有实现任何接口。

public class ProductOwner {
  private String name;
  public ProductOwner(String name){
    this.name = name;
  }
  public void defineBackLog(){
    System.out.println("PO: " + name + " defines Backlog.");
  }
}

我们仍然采取EnginnerProxy代理类去代理它,编译时不会出错。运行时会发生什么事?

ProductOwner po = new ProductOwner("Ross");
ProductOwner poProxy = (ProductOwner) new EnginnerProxy().bind(po);
poProxy.defineBackLog();

image.png

Java动态代理实现方式二:CGLIB

CGLIB是一个Java字节码生成库,提供了易用的API对Java字节码进行创建和修改。关于这个开源库的更多细节,请移步至CGLIB在github上的仓库:https://github.com/cglib/cglib


我们现在尝试用CGLIB来代理之前采用InvocationHandler没有成功代理的ProductOwner类(该类未实现任何接口)。


现在我改为使用CGLIB API来创建代理类:

public class EnginnerCGLibProxy {
  Object obj;
  public Object bind(final Object target)
  {
    this.obj = target;
    Enhancer enhancer = new Enhancer();
    enhancer.setSuperclass(obj.getClass());
    enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
      @Override
      public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
      MethodProxy proxy) throws Throwable
      {
        System.out.println("Enginner 2 writes document");
        Object res = method.invoke(target, args);
        return res;
      }
    }
    );
    return enhancer.create();
  }
}


测试代码:

ProductOwner ross = new ProductOwner("Ross");
ProductOwner rossProxy = (ProductOwner) new EnginnerCGLibProxy().bind(ross);
rossProxy.defineBackLog();

image.png

再次执行测试代码,这次就报错了: Cannot subclass final class XXXX。


所以通过CGLIB成功创建的动态代理,实际是被代理类的一个子类。那么如果被代理类被标记成final,也就无法通过CGLIB去创建动态代理。


Java动态代理实现方式三:通过编译期提供的API动态创建代理类


假设我们确实需要给一个既是final,又未实现任何接口的ProductOwner类创建动态代码。除了InvocationHandler和CGLIB外,我们还有最后一招:


我直接把一个代理类的源代码用字符串拼出来,然后基于这个字符串调用JDK的Compiler(编译期)API,动态的创建一个新的.java文件,然后动态编译这个.java文件,这样也能得到一个新的代理类。

image.png

image.png

如果您想试试这篇文章介绍的这四种代理模式(Proxy Design Pattern), 请参考我的github仓库,全部代码都在上面。感谢阅读。


https://github.com/i042416/JavaTwoPlusTwoEquals5/tree/master/src/proxy


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