Java三種代理模式：靜態(tài)代理、動態(tài)代理和cglib代理

Kaede 發(fā)布于2019-08-16 10:49 / 1754人閱讀

摘要：動態(tài)代理又被稱為代理或接口代理。靜態(tài)代理在編譯時產(chǎn)生字節(jié)碼文件，可以直接使用，效率高。代理無需實現(xiàn)接口，通過生成類字節(jié)碼實現(xiàn)代理，比反射稍快，不存在性能問題，但會繼承目標對象，需要重寫方法，所以目標對象不能為類。

一、代理模式介紹

代理模式是一種設(shè)計模式，提供了對目標對象額外的訪問方式，即通過代理對象訪問目標對象，這樣可以在不修改原目標對象的前提下，提供額外的功能操作，擴展目標對象的功能。

簡言之，代理模式就是設(shè)置一個中間代理來控制訪問原目標對象，以達到增強原對象的功能和簡化訪問方式。

代理模式UML類圖

舉個例子，我們生活中經(jīng)常到火車站去買車票，但是人一多的話，就會非常擁擠，于是就有了代售點，我們能從代售點買車票了。這其中就是代理模式的體現(xiàn)，代售點代理了火車站對象，提供購買車票的方法。

二、靜態(tài)代理

這種代理方式需要代理對象和目標對象實現(xiàn)一樣的接口。

優(yōu)點：可以在不修改目標對象的前提下擴展目標對象的功能。

缺點：

冗余。由于代理對象要實現(xiàn)與目標對象一致的接口，會產(chǎn)生過多的代理類。

不易維護。一旦接口增加方法，目標對象與代理對象都要進行修改。

舉例：保存用戶功能的靜態(tài)代理實現(xiàn)

接口類： IUserDao

package com.proxy;

public interface IUserDao {
    public void save();
}

目標對象：UserDao

package com.proxy;

public class UserDao implements IUserDao{

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("保存數(shù)據(jù)");
    }
}

靜態(tài)代理對象：UserDapProxy 需要實現(xiàn)IUserDao接口！

package com.proxy;

public class UserDaoProxy implements IUserDao{

    private IUserDao target;
    public UserDaoProxy(IUserDao target) {
        this.target = target;
    }
    
    @Override
    public void save() {
        System.out.println("開啟事務(wù)");//擴展了額外功能
        target.save();
        System.out.println("提交事務(wù)");
    }
}

測試類：TestProxy

package com.proxy;

import org.junit.Test;

public class StaticUserProxy {
    @Test
    public void testStaticProxy(){
        //目標對象
        IUserDao target = new UserDao();
        //代理對象
        UserDaoProxy proxy = new UserDaoProxy(target);
        proxy.save();
    }
}

輸出結(jié)果

開啟事務(wù)
保存數(shù)據(jù)
提交事務(wù)

三、動態(tài)代理

動態(tài)代理利用了JDK API，動態(tài)地在內(nèi)存中構(gòu)建代理對象，從而實現(xiàn)對目標對象的代理功能。動態(tài)代理又被稱為JDK代理或接口代理。

靜態(tài)代理與動態(tài)代理的區(qū)別主要在：

靜態(tài)代理在編譯時就已經(jīng)實現(xiàn)，編譯完成后代理類是一個實際的class文件

動態(tài)代理是在運行時動態(tài)生成的，即編譯完成后沒有實際的class文件，而是在運行時動態(tài)生成類字節(jié)碼，并加載到JVM中

特點：
動態(tài)代理對象不需要實現(xiàn)接口，但是要求目標對象必須實現(xiàn)接口，否則不能使用動態(tài)代理。

JDK中生成代理對象主要涉及的類有

java.lang.reflect Proxy，主要方法為

static Object    newProxyInstance(ClassLoader loader,  //指定當前目標對象使用類加載器

 Class[] interfaces,    //目標對象實現(xiàn)的接口的類型
 InvocationHandler h      //事件處理器
) 
//返回一個指定接口的代理類實例，該接口可以將方法調(diào)用指派到指定的調(diào)用處理程序。

java.lang.reflect InvocationHandler，主要方法為

 Object    invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) 
// 在代理實例上處理方法調(diào)用并返回結(jié)果。

舉例：保存用戶功能的動態(tài)代理實現(xiàn)

接口類： IUserDao

package com.proxy;

public interface IUserDao {
    public void save();
}

目標對象：UserDao

package com.proxy;

public class UserDao implements IUserDao{

    @Override
    public void save() {
        System.out.println("保存數(shù)據(jù)");
    }
}

動態(tài)代理對象：UserProxyFactory

package com.proxy;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class ProxyFactory {

    private Object target;// 維護一個目標對象

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

    // 為目標對象生成代理對象
    public Object getProxyInstance() {
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {

                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        System.out.println("開啟事務(wù)");

                        // 執(zhí)行目標對象方法
                        Object returnValue = method.invoke(target, args);

                        System.out.println("提交事務(wù)");
                        return null;
                    }
                });
    }
}

測試類：TestProxy

package com.proxy;

import org.junit.Test;

public class TestProxy {

    @Test
    public void testDynamicProxy (){
        IUserDao target = new UserDao();
        System.out.println(target.getClass());  //輸出目標對象信息
        IUserDao proxy = (IUserDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        System.out.println(proxy.getClass());  //輸出代理對象信息
        proxy.save();  //執(zhí)行代理方法
    }
}

輸出結(jié)果

class com.proxy.UserDao
class com.sun.proxy.$Proxy4
開啟事務(wù)
保存數(shù)據(jù)
提交事務(wù)

四、cglib代理

cglib is a powerful, high performance and quality Code Generation Library. It can extend JAVA classes and implement interfaces at runtime.

cglib (Code Generation Library )是一個第三方代碼生成類庫，運行時在內(nèi)存中動態(tài)生成一個子類對象從而實現(xiàn)對目標對象功能的擴展。

cglib特點

JDK的動態(tài)代理有一個限制，就是使用動態(tài)代理的對象必須實現(xiàn)一個或多個接口。
如果想代理沒有實現(xiàn)接口的類，就可以使用CGLIB實現(xiàn)。

CGLIB是一個強大的高性能的代碼生成包，它可以在運行期擴展Java類與實現(xiàn)Java接口。
它廣泛的被許多AOP的框架使用，例如Spring AOP和dynaop，為他們提供方法的interception（攔截）。

CGLIB包的底層是通過使用一個小而快的字節(jié)碼處理框架ASM，來轉(zhuǎn)換字節(jié)碼并生成新的類。
不鼓勵直接使用ASM，因為它需要你對JVM內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括class文件的格式和指令集都很熟悉。

cglib與動態(tài)代理最大的區(qū)別就是

使用動態(tài)代理的對象必須實現(xiàn)一個或多個接口

使用cglib代理的對象則無需實現(xiàn)接口，達到代理類無侵入。

使用cglib需要引入cglib的jar包，如果你已經(jīng)有spring-core的jar包，則無需引入，因為spring中包含了cglib。

cglib的Maven坐標


    cglib
    cglib
    3.2.5

舉例：保存用戶功能的動態(tài)代理實現(xiàn)

目標對象：UserDao

package com.cglib;

public class UserDao{

    public void save() {
        System.out.println("保存數(shù)據(jù)");
    }
}

代理對象：ProxyFactory

package com.cglib;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class ProxyFactory implements MethodInterceptor{

    private Object target;//維護一個目標對象
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    //為目標對象生成代理對象
    public Object getProxyInstance() {
        //工具類
        Enhancer en = new Enhancer();
        //設(shè)置父類
        en.setSuperclass(target.getClass());
        //設(shè)置回調(diào)函數(shù)
        en.setCallback(this);
        //創(chuàng)建子類對象代理
        return en.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("開啟事務(wù)");
        // 執(zhí)行目標對象的方法
        Object returnValue = method.invoke(target, args);
        System.out.println("關(guān)閉事務(wù)");
        return null;
    }
}

測試類：TestProxy

package com.cglib;

import org.junit.Test;

public class TestProxy {

    @Test
    public void testCglibProxy(){
        //目標對象
        UserDao target = new UserDao();
        System.out.println(target.getClass());
        //代理對象
        UserDao proxy = (UserDao) new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
        System.out.println(proxy.getClass());
        //執(zhí)行代理對象方法
        proxy.save();
    }
}

輸出結(jié)果

class com.cglib.UserDao
class com.cglib.UserDao$$EnhancerByCGLIB$$552188b6
開啟事務(wù)
保存數(shù)據(jù)
關(guān)閉事務(wù)

五、總結(jié)

靜態(tài)代理實現(xiàn)較簡單，只要代理對象對目標對象進行包裝，即可實現(xiàn)增強功能，但靜態(tài)代理只能為一個目標對象服務(wù)，如果目標對象過多，則會產(chǎn)生很多代理類。

JDK動態(tài)代理需要目標對象實現(xiàn)業(yè)務(wù)接口，代理類只需實現(xiàn)InvocationHandler接口。

動態(tài)代理生成的類為 lass com.sun.proxy.$Proxy4，cglib代理生成的類為class com.cglib.UserDao$$EnhancerByCGLIB$$552188b6。

靜態(tài)代理在編譯時產(chǎn)生class字節(jié)碼文件，可以直接使用，效率高。

動態(tài)代理必須實現(xiàn)InvocationHandler接口，通過反射代理方法，比較消耗系統(tǒng)性能，但可以減少代理類的數(shù)量，使用更靈活。

cglib代理無需實現(xiàn)接口，通過生成類字節(jié)碼實現(xiàn)代理，比反射稍快，不存在性能問題，但cglib會繼承目標對象，需要重寫方法，所以目標對象不能為final類。

六、相關(guān)資料

代理模式相關(guān)知識

代理模式及Java實現(xiàn)動態(tài)代理

設(shè)計模式讀書筆記 - 代理模式

JDK動態(tài)代理實現(xiàn)原理

Java 動態(tài)代理機制分析及擴展

Java代理(jdk靜態(tài)代理、動態(tài)代理和cglib動態(tài)代理)

AOP的底層實現(xiàn)-CGLIB動態(tài)代理和JDK動態(tài)代理

深入淺出CGlib-打造無入侵的類代理

Spring AOP 實現(xiàn)原理與 CGLIB 應(yīng)用

UML相關(guān)知識

博客 - UML類圖與類的關(guān)系詳解

goole圖書 -《UML建模實例詳解》

GPU云服務(wù)器云服務(wù)器靜態(tài)代理模式 java代理模式用處 java 動態(tài)代理庫 Java設(shè)計模式之（五）——代理模式

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