代理模式是设计模式中一个非常重要的模式,代理模式有两个角色,一个是代理类,一个是委托类,委托类也是真正的业务类,两者都有相同的接口;
代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类,以及事后处理消息等。代理类与委托类之间通常会存在关联关系,一个代理类的对象与一个委托类的对象关联,代理类的对象并不真正实现服务,而是通过调用委托类的对象的相关方法,来提供特定的服务。
Spring中的AOP基本原理就是动态代理。
代理模式可以根据代理类创建时期的不同分为两种:
- 静态代理:程序员需要编写特定的源代码,在程序运行前,.class已存在
- 动态代理:在系统运行时,Java反射自动生成
静态代理就不记录了,值得好好学学的是动态代理。学习动态代理首先要学一下Java反射,它的实现常见的有两种:
- JDK提供的InvocationHandler 接口和java.lang.reflect 包中的Proxy类
- Cglib实现的动态代理
动态代理的原理是利用Java反射在运行阶段动态生成任意类型的动态代理类,这不仅简化了程序员的编程工作,也提高了系统的可扩展性,不管我们的业务接口和委托类如何变,代理类都可以不变化
JDK提供的InvocationHandler 接口和java.lang.reflect 包中的Proxy类
实例:在现在常见的系统中,登录和退出是用户必备的操作之一,下面我就设计这么一个接口,用于处理用户的登录和退出操作,User.java
public interface User {
/**
* 登录
* @param name 用户名
* @param pwd 密码
* @return
*/
public boolean login(String username, String pwd);
/**
* 退出
*/
public void logout(String username);
}
实现类如下:UserImpl.java
public class UserImpl implements User{
@Override
public boolean login(String username, String pwd) {
// 简化问题,直接登录成功
System.out.println(username+" 登录成功.");
return true;
}
@Override
public void logout(String username) {
System.out.println(username+" 成功退出.");
}
}
好了,通过接口我们成功实现了用户的登录和退出,但现在有了一个新功能,我们需要统计一下当前登录后的在线人数,怎么办?除了实现类里的方法加东西外还有其他办法吗?
当然有!下面我们就用动态代理来解决这个问题。
我们给UserImpl类添加一个代理类,真实的登录操作和退出操作还是在UserImpl中进行,但在代理对象中,我们还进行一点其他的操作,比如统计一下登录成功的次数,logout的调用次数,使用一个静态的int变量记录,这不就把在线人数统计出来了吗?
下面就是我们的代理类: UserDynamicProxy.java
public class UserDynamicProxy implements InvocationHandler{
// 在线人数
public static int count = 0;
// 委托对象
private Object target;
/**
* 返回代理对象
* @param target
* @return
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T> T getProxyInstance(Object target) {
// 委托对象,真正的业务对象
this.target = target;
// 获取Object类的ClassLoader
ClassLoader cl = target.getClass().getClassLoader();
// 获取接口数组
Class<?>[] cs = target.getClass().getInterfaces();
// 获取代理对象并返回
return (T)Proxy.newProxyInstance(cl, cs, this);
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
Object r = null;
// 执行之前
r = method.invoke(target, args);
// 判断如果是登录方法
if("login".equals(method.getName())) {
if((boolean)r == true) {
// 当前在线人数+1
count += 1;
}
}
// 判断如果是退出方法
else if("logout".equals(method.getName())) {
// 当前在线人数-1
count -= 1;
}
showCount(); // 输出在线人数
// 执行之后
return r;
}
/**
* 输出在线人数
*/
public void showCount() {
System.out.println("当前在线人数:"+count+" 人.");
}
}
InvocationHandler接口时JDK的,Proxy是java.lang.reflect包中,通过这两者可以实现动态代理。getProxyInstance是返回一个代理对象,通过这个代理对象可以做与原委托对象一样的事,因为他们都是实现的同一接口。
场景类: Main.java
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 真实角色,委托人
User user = new UserImpl(); // 可执行真正的登录退出功能
// 代理类
UserDynamicProxy proxy = new UserDynamicProxy();
// 获取委托对象user的代理对象
User userProxy = proxy.getProxyInstance(user);
// 系统运行,用户开始登录退出
userProxy.login("小明", "111");
userProxy.login("小红", "111");
userProxy.login("小刚", "111");
userProxy.logout("小明");
userProxy.logout("小刚");
userProxy.login("小黄", "111");
userProxy.login("小黑", "111");
userProxy.logout("小黄");
userProxy.login("小李", "111");
userProxy.logout("小李");
userProxy.logout("小黄");
userProxy.logout("小红");
}
}
输出结果如下:
小明 登录成功.
当前在线人数:1 人.
小红 登录成功.
当前在线人数:2 人.
小刚 登录成功.
当前在线人数:3 人.
小明 成功退出.
当前在线人数:2 人.
小刚 成功退出.
当前在线人数:1 人.
小黄 登录成功.
当前在线人数:2 人.
小黑 登录成功.
当前在线人数:3 人.
小黄 成功退出.
当前在线人数:2 人.
小李 登录成功.
当前在线人数:3 人.
小李 成功退出.
当前在线人数:2 人.
小黄 成功退出.
当前在线人数:1 人.
小红 成功退出.
当前在线人数:0 人
Cglib实现的动态代理
上面有一句话是“代理对象和委托对象继承的是同一接口”,这表明了JDK实现的动态代理需要委托对象必须是继承了接口的,那如果我们的委托类就是一个类,没有继承哪个接口怎么办? 这个时候我们就要使用Cglib来实现动态代理。
和上面的问题一样,我们现在有一个业务类,它没有继承接口, UserMange.java
public class UserManage {
public boolean login(String username, String pwd) {
// 简化问题,直接登录成功
System.out.println(username+" 登录成功.");
return true;
}
public void logout(String username) {
System.out.println(username+" 成功退出.");
}
}
没有继承接口,JDK的动态代理就实现不了了,下面我们就使用Cglib来实现。Cglib是针对类来实现代理的,他的原理是对指定的目标类生成一个子类,并覆盖其中方法实现增强,但因为采用的是继承,所以不能对final修饰的类进行代理。
UserCglibProxy.java
public class UserCglibProxy implements MethodInterceptor {
// 在线人数
public static int count = 0;
// 委托类对象
private Object target;
/**
* 创建代理对象
* @param target
* @return
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public <T>T getProxyInstance(Object target) {
this.target = target;
// 增强类对象
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// 设置其超类为target的类类型
enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());
// 回调方法
enhancer.setCallback(this);
// 创建代理对象
return (T)enhancer.create();
}
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
Object r = null;
// 执行之前
r = proxy.invokeSuper(obj, args);
// 判断如果是登录方法
if("login".equals(method.getName())) {
if((boolean)r == true) {
// 当前在线人数+1
count += 1;
}
}
// 判断如果是退出方法
else if("logout".equals(method.getName())) {
// 当前在线人数-1
count -= 1;
}
showCount(); // 输出在线人数
// 执行之后
return r;
}
/**
* 输出在线人数
*/
public void showCount() {
System.out.println("当前在线人数:"+count+" 人.");
}
}
场景类: Main2.java
public class Main2 {
public static void main(String[] args) {
// 委托类对象
UserManage userManage = new UserManage();
// 代理类
UserCglibProxy proxy = new UserCglibProxy();
// 获取委托对象user的代理对象
UserManage userProxy = proxy.getProxyInstance(userManage);
// 系统运行,用户开始登录退出
userProxy.login("小明", "111");
userProxy.login("小红", "111");
userProxy.login("小刚", "111");
userProxy.logout("小明");
userProxy.logout("小刚");
userProxy.login("小黄", "111");
userProxy.login("小黑", "111");
userProxy.logout("小黄");
userProxy.login("小李", "111");
userProxy.logout("小李");
userProxy.logout("小黄");
userProxy.logout("小红");
}
}