Java设计模式之 静态代理和动态代理

代理实现可以分为静态代理和动态代理。

静态代理

静态代理模式其实很常见，比如买火车票这件小事：黄牛相当于是火车站的代理，我们可以通过黄牛买票，但只能去火车站进行改签和退票。在代码实现中相当于为一个委托对象realSubject提供一个代理对象proxy，通过proxy可以调用realSubject的部分功能，并添加一些额外的业务处理，同时可以屏蔽realSubject中未开放的接口。

 

1、RealSubject 是委托类，Proxy 是代理类；

2、Subject 是委托类和代理类的接口；

3、request() 是委托类和代理类的共同方法；

具体代码实现如下：

interface Subject {
void request();
}

class RealSubject implements Subject {
public void request(){
System.out.println("RealSubject");
}
}

class Proxy implements Subject {
private Subject subject;

public Proxy(Subject subject){
this.subject = subject;
}
public void request(){
System.out.println("begin");
subject.request();
System.out.println("end");
}
}

public class ProxyTest {
public static void main(String args[]) {
RealSubject subject = new RealSubject();
Proxy p = new Proxy(subject);
p.request();
}
}

静态代理实现中，一个委托类对应一个代理类，代理类在编译期间就已经确定。

动态代理

动态代理中，代理类并不是在Java代码中实现，而是在运行时期生成，相比静态代理，动态代理可以很方便的对委托类的方法进行统一处理，如添加方法调用次数、添加日志功能等等，动态代理分为jdk动态代理和cglib动态代理，下面通过一个例子看看如何实现jdk动态代理。

1、定义业务逻辑

public interface Service {
//目标方法
public abstract void add();
}

public class UserServiceImpl implements Service {
public void add() {
System.out.println("This is add service");
}
}

2、利用

java.lang.reflect.Proxy

类和

java.lang.reflect.InvocationHandler

接口定义代理类的实现。

class MyInvocatioHandler implements InvocationHandler {
private Object target;

public MyInvocatioHandler(Object target) {
this.target = target;
}

@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("-----before-----");
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println("-----end-----");
return result;
}
// 生成代理对象
public Object getProxy() {
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Class<?>[] interfaces = target.getClass().getInterfaces();
return Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, this);
}
}

3、使用动态代理

public class ProxyTest {
public static void main(String[] args) {
Service service = new UserServiceImpl();
MyInvocatioHandler handler = new MyInvocatioHandler(service);
Service serviceProxy = (Service)handler.getProxy();
serviceProxy.add();
}
}

执行结果：

-----before-----
This is add service
-----end-----

代理对象的生成过程由Proxy类的newProxyInstance方法实现，分为3个步骤：

1、

ProxyGenerator.generateProxyClass

方法负责生成代理类的字节码，生成逻辑比较复杂，有兴趣的同学可以继续分析源码 sun.misc.ProxyGenerator；

// proxyName：格式如 "com.sun.proxy.$Proxy.1"；
// interfaces：代理类需要实现的接口数组；
// accessFlags：代理类的访问标识；
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces, accessFlags);

2、native方法

Proxy.defineClass0

负责字节码加载的实现，并返回对应的Class对象。

Class clazz = defineClass0(loader, proxyName, proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);

3、利用

clazz.newInstance

反射机制生成代理类的对象；

反编译代理类

为了更清楚的理解动态代理，通过以下方式把代理类字节码生成class文件。

byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("com.sun.proxy.$Proxy.1", service.getClass().getInterfaces());
FileOutputStream out = new FileOutputStream("com.sun.proxy.$Proxy.1.class");
out.write(classFile);
out.flush();

使用 反编译工具 jad 

jad com.sun.proxy.$Proxy.1

 看看代理类如何实现，反编译出来的java代码如下：

public final class $proxy1 extends Proxy implements Service {

public $proxy1(InvocationHandler invocationhandler) {
super(invocationhandler);
}

public final boolean equals(Object obj) {
try {
return ((Boolean)super.h.invoke(this, m1, new Object[] {
obj
})).booleanValue();
}
catch(Error _ex) { }
catch(Throwable throwable) {
throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
}
}

public final String toString() {
try {
return (String)super.h.invoke(this, m2, null);
}
catch(Error _ex) { }
catch(Throwable throwable) {
throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
}
}

public final void add() {
try {
super.h.invoke(this, m3, null);
return;
}
catch(Error _ex) { }
catch(Throwable throwable) {
throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
}
}

public final int hashCode() {
try {
return ((Integer)super.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
}
catch(Error _ex) { }
catch(Throwable throwable) {
throw new UndeclaredThrowableException(throwable);
}
}

private static Method m1;
private static Method m2;
private static Method m3;
private static Method m0;

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("zzzzzz.Service").getMethod("add", new Class[0]);
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
}
catch(NoSuchMethodException nosuchmethodexception) {
throw new NoSuchMethodError(nosuchmethodexception.getMessage());
}
catch(ClassNotFoundException classnotfoundexception) {
throw new NoClassDefFoundError(classnotfoundexception.getMessage());
}
}
}

从上述代码可以发现：

1、生成的$proxy1继承自Proxy类，并实现了Service接口。

2、执行代理对象的方法，其实就是执行InvocationHandle对象的invoke方法，传入的参数分别是当前代理对象，当前执行的方法和参数。

super.h.invoke(this, m3, null);

jdk动态代理使用的局限性

通过反射类

Proxy

和

InvocationHandler

回调接口实现的jdk动态代理，要求委托类必须实现一个接口，但事实上并不是所有类都有接口，对于没有实现接口的类，便无法使用该方方式实现动态代理。

文／占小狼（简书作者）

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