【玩转23种Java设计模式】结构型模式篇:代理模式

简介: 代理模式的定义:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在某些情况下,一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象,而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。
软件设计模式(Design pattern),又称设计模式,是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。

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一、简介

  代理模式的定义:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在某些情况下,一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象,而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。

  它的组成:

  • 抽象角色:通过接口或抽象类声明真实角色实现的业务方法。
  • 代理角色:实现抽象角色,是真实角色的代理,通过真实角色的业务逻辑方法来实现抽象方法,并可以附加自己的操作。
  • 真实角色:实现抽象角色,定义真实角色所要实现的业务逻辑,供代理角色调用。

二、实例

  这次举例可能难度大了一点,因为这个是代理模式是“大厂面试热点”,所以打算通过Mybatis举例说一下。如果看懂这个,以后被问到“代理模式在什么框架中有应用?”、“Mybatis中使用了什么设计模式?怎么用的”......等等,咱们至少能答上来一部分。
  模拟实现⼀个Mybatis中对类的代理过程,只需要定义接⼝,就可以关联到⽅法注解中的 sql 语句完成对数据库的操作。简单模拟下,实际源码肯定更复杂点。

1、自定义注解(Select)

定义了⼀个模拟mybatis-spring中的自定义注解,使用在方法层面。

@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.METHOD})
public @interface Select {
    String value() default "";
}

2、Dao层接口(IUserDao)

public interface IUserDao {
    @Select("select * from user where id = #{id}")
    String selectById(Integer id);
}

3、代理类(MapperFactoryBean)

@Slf4j
public class MapperFactoryBean<T> implements FactoryBean<T> {
    private Class<T> mapperInterface;

    public MapperFactoryBean(Class<T> mapperInterface) {
        this.mapperInterface = mapperInterface;
    }

    @Override
    public T getObject() throws Exception {
        InvocationHandler handler = (proxy, method, args) -> {
            Select select = method.getAnnotation(Select.class);
            log.info("query sql:{}", select.value());
            log.info("param:{}", args[0]);
            return "1, 张三(模拟从数据库查询的返回)";
        };
        return (T) Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(), new Class[]{mapperInterface}, handler);
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return mapperInterface;
    }

    @Override
    public boolean isSingleton() {
        return true;
    }
}

  MapperFactoryBean 通过继承 FactoryBean ,提供bean对象,也就是方法T getObject() 。在方法 getObject() 中提供类的代理以及模拟对sql语句的处理,这里包含了用户调用dao层方法时候的处理逻辑。

4、Bean定义注册到Spring容器(RegisterBeanFactory)

public class RegisterBeanFactory implements BeanDefinitionRegistryPostProcessor {

    @Override
    public void postProcessBeanDefinitionRegistry(BeanDefinitionRegistry registry) throws BeansException {

        GenericBeanDefinition beanDefinition = new GenericBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClass(MapperFactoryBean.class);
        beanDefinition.setScope("singleton");

        beanDefinition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(IUserDao.class);
        BeanDefinitionHolder definitionHolder = new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, "userDao");
        BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(definitionHolder, registry);
    }

    @Override
    public void postProcessBeanFactory(ConfigurableListableBeanFactory configurableListableBeanFactory) throws BeansException {
    }
}

  我们将代理的bean交给spring容器管理,以方便我们获取到代理的bean。这里是在spring中关于⼀个bean注册过程的源码。GenericBeanDefinition ,用于定义⼀个bean的基本信息,也包括可以透传给构造函数信息,最后使用BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition,进行bean的注册,也就是注册到DefaultListableBeanFactory 中。

5、spring-mybatis.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
       http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="userDao" class="com.test.RegisterBeanFactory"/>
</beans>

6、测试

@SpringBootTest
public class ApplicationTests {

    @Test
    public void test() {
        BeanFactory beanFactory = new ClassPathXmlApplicationContext("spring-mybatis.xml");
        IUserDao userDao = beanFactory.getBean("userDao", IUserDao.class);
        String res = userDao.selectById(1);
        System.out.println("res = " + res);
    }

}

控制台输出:

query sql:select * from user where id = #{id}
param:1
res = 1, 张三(模拟从数据库查询的返回)

三、总结

1、优点

  • 职责清晰。代理模式能将代理对象与真实被调用的目标对象分离,真实的角色就是实现实际的业务逻辑,不用关心其他非本职责的事务。
  • 高扩展性。一定程度上降低了系统的耦合度,扩展性好。
  • 代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用,这样起到了中介的作用和保护了目标对象的作用。

2、缺点

  • 由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象,因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢。
  • 实现代理模式需要额外的工作,有些代理模式的实现非常复杂。

3、应用场景

  • 权限控制
  • AOP实现
  • Mybatis mapper
  • Spring的事务
  • 全局捕获异常
  • Rpc远程调用接口
  • 日志的采集
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