设计模式--代理模式【结构型模式】
设计模式的分类
我们都知道有 23 种设计模式，这 23 种设计模式可分为如下三类：
- 创建型模式（5 种）：单例模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。
- 结构型模式（7 种）：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
- 行为型模式（11 种）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
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设计模式的 7 大原则
设计模式–单例模式【创建型模式】
设计模式–工厂方法模式【创建型模式】
设计模式–抽象工厂模式【创建型模式】
设计模式–建造者模式【创建型模式】
设计模式–原型模式【创建型模式】
设计模式–适配器模式【结构型模式】
设计模式–装饰器模式【结构型模式】
什么是代理模式
代理模式属于结构型设计模式，其核心思想是为其他对象提供一种代理来完成对这个对象的访问，代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。
代理模式的分类
代理模式可以分为三类，如下：
- 静态代理：需要程序开发者显示的创建代理类代码，其代理类和被代理的对象在编译期间就确定下来。
- 动态代理：代理类在程序运行时通动态生成，无需程序开发者显式地创建代理类。
- 虚拟代理 ：虚拟代理作为创建开销大的对象的代理，会直到我们真正需要使用一个对象的时候才创建它，当对象在创建前和创建中时，由虚拟代理地来扮演对象的，对象创建后，代理就会将请求直接委托给对象。
代理模式的优缺点
优点：
- 代理模式可以隐藏真是对象的实现细节，使客户端无需知晓真实对象的工作方式和结构，简化了客户端。
- 通过代理类来间接访问真实类，可以在不修改真实类的情况下，对其进行进行功能扩展，可以在访问对象之前或之后执行一些额外的操作。
- 代理模式可以对真实对象进行保护，只允许特定的客户端访问真实对象，避免了真实对象的暴露，从一定程度上体现了安全性。
- 代理模式可以延迟加载真实对象，当需要真实对象时才进行创建和初始。
缺点：
- 增加了系统的复杂性，可以说是设计模式的通用缺点，具体就看是否是利大于弊了。
- 在一定程度上增加了系统的性能消耗，因为代理模式在访问对象时引入了额外的间接层，例如需要使用到反射的技术栈，这可能会对系统的响应时间产生影响。
代理模式的组成
- 抽象主题（Subject）角色：通过接口或抽象类声明真实主题和代理对象实现的业务方法。
- 具体主题（Real Subject）角色：实现了抽象主题中的具体业务，是代理对象所代表的真实对象，也是最终要引用的对象，也叫被代理对象。
- 代理（Proxy）角色：提供了与真实主题相同的接口，其内部含有对具体主题的引用，它可以访问扩展具体主题的功能。
静态代理
我们以生活中的租房为案例来演示静态代理，假设我是房东我有房子需要出租，但是我没有时间去打理出租的这个过程，因为我委托访房产中介来代理我出租房子，这里面我要出租房子就是具体主题，而中介就是代理角色。
House （抽象主题）
定义了一个需要出租房屋的方法，也就是抽象主题，代码如下：
public interface House {
//出租房子
void rentHouse();
}
MyHouse（具体主题）
我有房子要出租，是具体主题，其实现了抽象主题，代码如下：
public class MyHouse implements House{
@Override
public void rentHouse() {
System.out.println("租房的客户来了");
}
}
HouseRentProxy（静态代理）
我要出租房子，而我又没有时间开打理，因此将此业务委托给中介代理，也就是代理对象，代码如下：
public class HouseRentProxy implements House {
private MyHouse myHouse;
public HouseRentProxy(MyHouse myHouse) {
this.myHouse = myHouse;
}
@Override
public void rentHouse() {
System.out.println("委托代理中介来帮我组房子");
myHouse.rentHouse();
}
}
可以看到，静态代理对象内部含有对真实主题的引用
ClientHouse（客户端）
假设有一个客户要来租房，我通过代理对象完成房屋的出租，代码如下：
public class ClientHouse {
public static void main(String[] args) {
//具体对象
MyHouse myHouse = new MyHouse();
//代理对象
HouseRentProxy houseRentProxy = new HouseRentProxy(myHouse);
//同多代理对象来租房
houseRentProxy.rentHouse();
}
}
执行结果如下：
委托代理中介来帮我组房子
租房的客户来了
可以看到我们通过代理对象完成了房屋的出租。
静态代理使用场景
- 当代理对象较少时候可以使用静态代，因为静态代理需要进行编码开发，如果被代理对象较多，会导致代理类很多。
- 有相同的功能需求的时候可以使用静态代理，这一条是对上一条的补充，只有不用的功能需求才需要不同的代理类，因此静态代理适用用于有相同功能需求的场景。
动态代理
在 Java 中动态代理的实现又分为 JDK 动态代理和 CGLib 动态代理，我们接下来分开分析。
JDK 动态代理
JDK 动态代理是基于接口的代理方式，它是在程序运行时动态生成代理类，也就是说我们在编写代码时并不知道具体代理的是什么类，而是在程序运行时动态生成，是 Java 标准库中提供的一种代理方法，代理对象实现和原始类一样的接口，并将方法调用转发给被代理对象，同时还可以在方法调用前后执行额外的增强处理，JDK 动态代理通过反射机制实现代理功能。
JDK 动态代理的代理类实现了 InvocationHandler 接口，其目的是对具体主题的方法的增强，InvocationHandler 接口中只有一个 invoke 方法，动态代理对象中的映射方法在执行时都是调用的 InvocationHandler 接口中的 invoke 方法，在调用 invoke 方法时，动态代理对象会将 被代理对象的方法和动态代理对象映射的方法的参数传递给 InvocationHandler 的 invoke 方法， invoke 方法的实现是由开发人员编写的，这样开发人员就可以在被代理对象的方法执行前后进行功能增强。
House （抽象主题）
定义了一个需要出租房屋的方法，也就是抽象主题，代码如下：
public interface House {
//出租房子
void rentHouse();
}
MyHouse（具体主题）
我有房子要出租，是具体主题，其实现了抽象主题，代码如下：
public class MyHouse implements House{
@Override
public void rentHouse() {
System.out.println("租房的客户来了");
}
}
MyHouseJdkProxy（动态代理）
JDK 动态代理类，代码如下：
public class MyHouseJdkProxy implements InvocationHandler {
private Object target;
public MyHouseJdkProxy(Object target) {
this.target = target;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("代理中介帮我找到了租户");
Object invoke = method.invoke(target, args);
System.out.println("代理中介帮我完成了租赁签约");
return invoke;
}
}
ClientHouse（客户端）
客户端使用 JDK 动态代理类完成房屋出租功能，代码如下：
public class ClientHouse {
public static void main(String[] args) {
//被代理类对象
MyHouse myHouse = new MyHouse();
//被代理对象类加载器
ClassLoader classLoader = myHouse.getClass().getClassLoader();
//被代理对象的方法
Class<?>[] interfaces = myHouse.getClass().getInterfaces();
//获取代理对象
MyHouseJdkProxy myHouseJdkProxy = new MyHouseJdkProxy(myHouse);
//生成代理对象
House myHouseProxy = (House) Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, myHouseJdkProxy);
myHouseProxy.rentHouse();
}
}
动态代理执行结果如下：
代理中介帮我找到了租户
租房的客户来了
代理中介帮我完成了租赁签约
可以看到我们使用代理类完成了房屋的出租，并且完成了房屋出租前后的增加实现。
CGLIB 动态代理
CGLIB 代理是在运行时动态生成代理类的方式，它使用的是 cglib 库，和 JDK 动态代理相比，它不是动态的生成一个实现了接口的代理类，
而是在运行时动态生成目标类的子类作为代理类，并重写其中的方法来实现代理功能，与 JDK 动态代理不同，CGLIB动态代理没有实现接口，CGLIB 代理是基于类的代理。
CGLIB 代理实现步骤：
- 首先我们需要一个具体主题，也就是被代理类，就是一个业务普通类，区别于 JDK 动态代理，该类不需要实现接口。
- 然后我需要编写一个增强类，或者说代理类，增强的方法基于该类实现，该类需要实现 CGLIB 的 MethodInterceptor 接口，并重写其 intercept 方法，在该方法中实现增强逻辑。
- 在客户端代码中我们要基于 Enhancer 生成目标对象的代理对象。
这里我们同样使用出租房屋这个场景来演示 CGLIB 代理。
MyHouse（具体主题）
我们根据出租房屋抽象出具体主题 MyHouse，代码如下：
public class MyHouse {
public void rentHouse() {
System.out.println("租房的客户来了");
}
}
可以看到这里区别于 JDK 动态代理，这里没有实现接口，就只是定义了一个普通的类。
MyHouseCglibProxy（动态代理）
CGLIB 动态代理增强类，代码如下：
public class MyHouseCglibProxy implements MethodInterceptor {
@Override
public Object intercept(Object object, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
System.out.println("代理中介帮我找到了租户");
Object invokeSuper = methodProxy.invokeSuper(object, objects);
System.out.println("代理中介帮我完成了租赁签约");
return invokeSuper;
}
}
ClientHouse（客户端）
客户端使用 CGLIB 动态代理类完成房屋出租功能，代码如下：
public class ClientHouse {
public static void main(String[] args) {
//cglig 代理的增强类
Enhancer enhancer=new Enhancer();
//设置被代理类 cgliba 根据该类去生成子类
enhancer.setSuperclass(MyHouse.class);
//设置代理类 也就是增强方法
enhancer.setCallback(new MyHouseCglibProxy());
//生成代理对象
MyHouse myHouseProxy = (MyHouse)enhancer.create();
myHouseProxy.rentHouse();
}
}
执行结果如下：
代理中介帮我找到了租户
租房的客户来了
代理中介帮我完成了租赁签约
可以看到我们使用 CGLIB 代理实现了功能增强
动态代理适用场景
- 日志记录，如果我们需要对某个方法进行日志记录，使用动态代理在方法调用前后自动记录日志，非常的方便。
- 方法功能增强，动态代理可以在不修改原有对象的基础上，为对象添加额外的功能，比如事务管理、异常处理等，适合对方法进行功能增强的场景。
- 敏感对象的保护，对于一些不想暴露的对象，我们使用动态代理的方式来访问，在一定程度上起到了对象的保护作用。
总结：本篇我们简单分享了结构型设计模式–代理模式，并举例分析了静态代理和动态代理的具体实现，希望可以帮助到有需要的朋友。
如有不正确的地方欢迎各位指出纠正。