结构型设计模式--代理模式(静态&动态)

代理简述:


代理是一个动词,动词之间会有产生关系两者。代理这个词产生关系的两者就是:realSubject(被代理者),proxySubject(代理者)。举个例子:火车站,与火车站代售点。
火车站可以进行售票工作,而火车站代售点可以实现代售车票。但是代售点还有其他的功能,比如说支持预约。这个是火车站所不具有的功能。
简单理解代理模式就是:代理者代替被代理者去完成一些功能,在完成一些功能之前可以做一些预处理,完成之后可以做一些后置处理。
再看一个程序中的例子:AOP就是建立在代理的思想之上的,AOP面向切面编程,何为切面,就是你程序中的主要逻辑,在这些主要逻辑产生的地方设置切点,在切点的地方设置一个注入一些非主要功能,这个就是面向切面编程。面向切面编程是以动态代理为底层实现的

java代理模式应用


<1.静态代理--继承实现:
java中静态代理的实现方式有两种:一种基于继承思想,一种基于聚合。
首先描述基于继承思想的静态代理:(每段代码下方会有讲解,代码内会有注释)
代码如下:
1.定义一个接口:Moveable

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;

public interface Moveable {
      void move(); //定义抽象方法 move(),表示移动功能
}

2.定义一个被代理类Car类实现这个Moveable接口

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;

import java.util.Random;

public class Car implements Moveable{
       //实现move方法
    @Override
    public void move() {
        try {
            Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
            System.out.println("汽车行驶中");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.在定义一个代理类Car2继承自Car

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;

/**
 * @author tao.liu
 * 通过继承实现静态代理 丰富RealSubject的功能,Car2相当于ProxySubject
 *
 */
public class Car2 extends Car{
    
    @Override
    public void move() {
        long starttime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("汽车开始行驶");
        super.move();
        long endtime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("汽车行驶结束,行驶了"+(endtime-starttime)+" 毫秒");
    }
}

解释:此程序在调用真实被代理类之前,对move花费的时间进行记录。

4.客户端调用

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;

public class Client {
   public static void main(String[] args) {
     /*采用car2继承car 的方式实现代理 
      *随着功能的增加会出现更多的继承才能满足需求
      */
      Moveable moveable = new Car2();
      moveable.move();
   }
}

程序输出结果:

汽车开始行驶
汽车行驶中
汽车行驶结束,行驶了287 毫秒

此种静态代理采用的是代理类(proxySubject)继承被代理类(realSubject)而实现的。
分析弊端:
1.假设现在我需要在汽车运行前后加上日志记录的功能,在这种方式(继承)下,我需要新建一个(Car3继承Car)的代理类完成这件事情。
2.再假设我现在还需要在运行前加上启动汽车的功能,我们需要再建立一个(Car4继承Car)的代理类来完成这个事情。
3.再假设,我需要在汽车运行之前先启动汽车,再进行日志记录,我们需要再建立一个Car5来继承Car3.
综上所述,随着功能的叠加,类的数量也会呈爆炸式增长。
解决这个问题就需要用聚合来实现类的代理


<2.静态代理--聚合实现:
代码如下:
建立move功能定义接口

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;

public interface Moveable {
      void move();
}

建立实现move功能的Car类

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;

import java.util.Random;

public class Car implements Moveable{
    
    @Override
    public void move() {
        try {
            Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
            System.out.println("汽车行驶中");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

建立日志代理类CarLogProxy

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;

public class CarLogProxy implements Moveable {
    private Moveable moveable;//将movable 类型的对象聚合进来,其实movable是一个接口,这里用到了多态的概念。
    
    public CarLogProxy(Moveable moveable) {
        super();
        this.moveable = moveable;
    }

    @Override
    public void move() {
        System.out.println("日志开始...");
        moveable.move();
        System.out.println("日志结束...");
    }
}

接着建立行驶时间CarTimeProxy代理类

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;
//CarTimeProxy 为 属于Moveable 的类型对象的代理类
//基于聚合的方式
public class CarTimeProxy implements Moveable{
    private Moveable moveable;//同上所示
    
    public CarTimeProxy(Moveable moveable) {
        super();
        this.moveable = moveable;
    }
    
    @Override
    public void move() {
        long starttime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("汽车开始行驶");
        moveable.move();
        long endtime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("汽车行驶结束,行驶了"+(endtime-starttime)+" 毫秒");
    }
}

测试类

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;

public class Client {
   public static void main(String[] args) {
      Car car1 = new Car();
      CarLogProxy carLogProxy = new CarLogProxy(car1);
      CarTimeProxy carTimeProxy = new CarTimeProxy(carLogProxy);
    
      carTimeProxy.move();
   }
   
   //引入问题:如果现在更多的realsubject 需要事件代理,那么现在需要新建多个代理类吗?类膨胀。
   //动态产生代理,实现对不同类,不同方法的代理。
   
}

运行结果:

汽车开始行驶
日志开始...
汽车行驶中
日志结束...
汽车行驶结束,行驶了529 毫秒

现在我们这样测试:(请注意如下程序与上方程序的不同点:)

package com.feixun.designerpattern.proxy.static_proxy;

public class Client {
   public static void main(String[] args) {
     //采用聚合的方式实现的代理,代理之间也可以互相调用
      Car car1 = new Car();
      CarTimeProxy carTimeProxy = new CarTimeProxy(car1);
      CarLogProxy carLogProxy = new CarLogProxy(carTimeProxy);
     
      carLogProxy.move();
   }
   
   //引入问题,如果现在更多的不同类型的realsubject:比如或火车的,汽车的类 需要被代理,那么现在需要新建多个代理类吗?类膨胀。
   //动态产生代理,实现对不同类,不同方法的代理。
   
}

运行结果:

日志开始...
汽车开始行驶
汽车行驶中
汽车行驶结束,行驶了649 毫秒
日志结束...

优点:这样的话就可以实现多个代理对象之间的相互调用相互聚合。从而比用继承方式实现的静态代理更优。减少了一个维度。

引入问题,如果现在更多的不同类型的realsubject:比如或火车的,汽车的类 需要被代理,那么现在需要新建多个代理类吗?类膨胀问题产生。
动态产生代理,实现对不同类,不同方法的代理。


动态代理

直接上代码:
首先建立定义接口的Moveable:

package com.feixun.designerpattern.proxy.dynamic_proxy;

public interface Moveable {
    void move();
}

接着定义realsubject(被代理类):泛指所有类型的被代理类。可以是Car,Subway,etc.

package com.feixun.designerpattern.proxy.dynamic_proxy;

import java.util.Random;

public class Car implements Moveable {

    @Override
    public void move() {
        try {
            Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
            System.out.println("汽车行驶中");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

接着建立实现(implements)InvocationHandler接口的类:
InvocationHandler,中定义了Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) 方法。参数解释如下图代码中注释

package com.feixun.designerpattern.proxy.dynamic_proxy;

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

public class MyHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;//被代理对象
    
    public MyHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    
    /* (non-Javadoc)
     * @see java.lang.reflect.InvocationHandler#invoke(java.lang.Object, java.lang.reflect.Method, java.lang.Object[])
     * proxy--指被代理的对象(感觉java这个参数的名字并不是很好)
     * method--被代理对象的方法
     * args:被代理对象的方法参数
     */
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) 
            throws Throwable {
        System.out.println("汽车开始运行了...");
        method.invoke(target, args);//运行被代理对象的方法,采用反射的机制。
        System.out.println("汽车运行结束...");
        return null;
    }
}

这一步只是完成了被代理对象方法的扩充,还没有产生真实的代理对象。
再看测试类:

package com.feixun.designerpattern.proxy.dynamic_proxy;

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

public class TestDynamicProxy {
   public static void main(String[] args) {
      Car car = new Car();
      InvocationHandler handler = new MyHandler(car);
      Class<?> cs = car.getClass();
      /*
       * @param :  classloader 被代理对象的类加载器
       * @param : interfaces 被代理对象实现的接口
       * @param :  Invocationhandler handler /子类
       */
      Moveable moveable=(Moveable)Proxy.newProxyInstance(cs.getClassLoader(),
              cs.getInterfaces(), handler);//这一步动态生成代理对象 moveable
      moveable.move();
   }
}

运行结果:

汽车开始运行了...
汽车行驶中
汽车运行结束...

可以看出:动态代理解决了对不同委托类产生代理对象的问题,假设现在我有Subway类,我要实现被代理,我只需要Subway实现Moveable,然后在测试类中更改几行代码就好,所以解决了聚合静态代理产生的问题,又将问题复杂度减少了一个维度。
但是jdk动态代理也有问题:委托类想要实现自己的代理类,必须实现接口,如果有类没有实现接口,就不能使用JDK代理。

博客搬家:大坤的个人博客
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