Spring框架 之 代理模式

在开发过程中,我们常需要在不更改原代码的前提下实现业务的扩展(也就是我们常说的OCP原则),为此,就需要用到代理模式来进行开发。
常用的代理模式有两种,静态代理和动态代理,而常用的动态代理技术又包括JDK动态代理和CGLIB动态代理。

一、静态代理
我们先来编写一个业务接口:
package proxy.part01;
/**

  • 核心业务接口
    /
    public interface HelloService {
    void sayHello(String msg);
    }
    编写实现类:
    package proxy.part01;
    /
    *
  • 核心业务的实现类
    /
    public class HelloServiceImpl implements HelloService{
    //核心业务
    public void sayHello(String msg) {
    System.out.println("hello "+msg);
    };
    }
    现在,我们要在不修改HelloServiceImpl的前提下添加新的业务,例如,要在核心业务的前后输出当前时间。很容易想到,我们可以再写一个新的实现类,这个新实现类也实现HelloService接口,并且实现sayHello方法,在新的实现方法中添加新的业务,并且调用HelloServiceImpl类的sayHello方法,这个新的实现类就是我们说的“代理类(代理对象)”。
    package proxy.part01;
    /
    *
  • 代理对象
    /
    public class HelloServiceProxy implements HelloService{
    //创建依赖关系
    private HelloService helloService;
    public HelloServiceProxy(HelloService helloService) {
    this.helloService=helloService;
    }
    //重新实现业务方法
    public void sayHello(String msg) {
    //添加扩展业务
    System.out.println("method.start:"+System.nanoTime());
    //核心业务
    helloService.sayHello(msg);
    //添加拓展业务
    System.out.println("method.down:"+System.nanoTime());
    }
    }
    测试代理类:
    package proxy.part01;
    /
    *
  • 测试代理
    /
    public class TestProxy01 {
    public static void main(String[] args) {
    //目标对象
    HelloService helloService;
    //目标对象(被代理类)
    helloService=new HelloServiceImpl();
    //代理对象(扩展的类)
    helloService=new HelloServiceProxy(helloService);
    //调用业务方法
    helloService.sayHello("我是核心业务");
    }
    }
    输出结果:
    method.start:1838981357912485
    hello 我是核心业务
    method.down:1838981358133359
    输出结果显示我们在不修改原实现类的情况下,成功为核心业务添加了扩展业务。但是,如果我们要为很多个类或者方法添加扩展业务,例如输出日志、权限检查等,我们就要为所有类都创建一个代理对象,这无疑会造成大量重复的代码片段,并且维护难度也很大。所以我们希望能够实现动态地为不同的类创建代理对象,这是便要用到动态代理技术。
    二、动态代理
    动态代理技术有两种常用的实现方式:基于反射机制实现的JDK动态代理和直接生成字节码文件的CGLIB动态代理。
    1.JDK动态代理
    先写一个核心业务接口:
    package proxy.part02;
    /
    *
  • 核心业务接口
    /
    public interface OrgSerivce {
    //保存一个组织
    void saveOrg(String org);
    //根据ID更新一个组织
    int updateOrg(Integer id);
    }
    实现核心业务接口:
    package proxy.part02;
    /
    *
  • 实现核心业务接口
    */
    public class OrgServiceImpl implements OrgSerivce {
    @Override
    public void saveOrg(String org){
    System.out.println("save org "+org);
    }
    @Override
    public int updateOrg(Integer id) {
    System.out.println("update org which`s id is "+id);
    return 1;
    }
    }
    我们还需要再编写一个用于处理扩展业务的类:
    package proxy.part02;

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

  • 扩展业务的处理对象,要实现Java反射包中的InvocationHandler接口
    /
    class ServiceHandler implements InvocationHandler{
    //定义目标对象的引用,并建立联系
    private Object target;
    public ServiceHandler(Object target) {
    this.target=target;
    }
    /
    *执行代理对象的业务方法时,会自动执行这个handler对象的invoke方法
    • @param proxy 指向代理对象
    • @param method 指向接口中的方法对象
    • @param args 指向method对象执行时需要的实际参数
    • */
      @Override
      public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throws Throwable {
      System.out.println("begin transaction");
      //执行目标对象的method(核心业务)方法,参数为args
      Object result=method.invoke(target,args);
      System.out.println("end transaction");
      return result;
      }
      }
      测试JDK动态代理:
      package proxy.part02;

import java.lang.reflect.Proxy;
/**

  • 测试JDK动态代理
    /
    public class TestDynamicProxy {
    public static void main(String[] args) {
    //创建一个目标对象
    OrgSerivce orgService=new OrgServiceImpl();
    //获得这个目标对象的类加载器对象
    ClassLoader loader=orgService.getClass().getClassLoader();
    //获得目标对象所实现的接口的Class对象
    Class<?>[] interfaces=orgService.getClass().getInterfaces();
    //创建一个Handler对象,处理扩展业务
    ServiceHandler handler=new ServiceHandler(orgService);
    /
    *
    * 通过Proxy.newProxyInstance方法获得代理对象
    * @param loader 目标对象的类加载器对象
    * @param interfaces 目标对象实现的所有接口的Class对象数组
    * @param handler 处理扩展业务的对象
    */
    orgService=(OrgSerivce)Proxy.newProxyInstance(loader,interfaces,handler);
    //执行代理对象业务方法
    orgService.saveOrg("软件开发部");
    orgService.updateOrg(1);
    }
    }

    运行结果:
    begin transaction
    save org 软件开发部
    end transaction
    begin transaction
    update org which`s id is 1
    end transaction
    这样我们便可以通过Proxy.newProxyInstance方法获取不同类的代理对象,通过调用代理对象的相应方法,底层会自动帮我们完成扩展业务类的invoke方法的调用,并且返回结果。
    2.CGLIB动态代理
    同样的套路我们来测试CGLIB动态代理。
    package proxy.part03;

import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.InvocationHandler;
/**

  • 定义核心业务接口(或父类)
    /
    abstract class MessageService{
    abstract void sendMsg(String msg);
    }
    /
    *
  • 实现核心业务(或继承父类)
    /
    class MessageServiceImpl extends MessageService{
    public void sendMsg(String msg){
    System.out.println(msg);
    }
    }
    /
    *
  • 定义管理事务的非核心业务类
    /
    class TxManager{
    //核心业务前执行
    public void begin(){
    System.out.println("begin transaction");
    }
    //核心业务后执行
    public void end(){
    System.out.println("end transaction");
    }
    }
    /
    *
  • 测试CGLIB动态代理
    */
    public class TestCGLIBProxy01 {
    public static void main(String[] args) {
    //1.创建目标对象
    MessageService msgService=new MessageServiceImpl();
    //2.创建代理对象
    //2.1创建一个代理增强器负责创建代理
    Enhancer enhancer=new Enhancer();
    //2.2设置增强器对应的类加载器
    enhancer.setClassLoader(msgService.getClass().getClassLoader());
    //2.3设置代理对象要实现的接口或继承的父类
    //当目标对象实现了接口就用这个方法
    enhancer.setInterfaces(msgService.getClass().getInterfaces());
    //当目标对象没有实现接口就用这个方法,这两个方法可根据情况决定用哪一个,也可以都是用
    enhancer.setSuperclass(msgService.getClass());
    //2.4指定回调函数
    enhancer.setCallback(new InvocationHandler() {
    //关联非核心业务对象
    TxManager txManager=new TxManager();
    @Override
    public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throws Throwable {
    txManager.begin();
    Object result=method.invoke(msgService, args);
    txManager.end();
    return result;
    }
    });
    //2.5创建代理对象
    MessageService proxy=(MessageService)enhancer.create();
    //3.执行代理对象业务
    //在执行业务方法时会回调Enhancer指定的callback接口中的函数
    proxy.sendMsg("hello");
    }
    }
    输出结果:
    begin transaction
    hello
    end transaction
    这样就实现了CGLIB动态代理。

总结:
代理模式是一种解决方案,也是一项技术,使用代理模式,我们可以在不修改原代码的情况下,完成业务的拓展,并且保证了代码的复用率和可维护性。
博主编写的这两种动态代理的实现方式略有不同,这也是博主故意为大家挖的坑,如果你仔细理解上面的两个案例,会发现其实JDK动态代理与CGLIB动态代理的实现方式只有增强代理器对象(Enhancer)的setSuperclass方法不同,其他步骤逻辑上完全相同,都需要被代理对象的类加载器、被代理对象实现的接口的Classd对象(或者所继承的父类的Class对象,也可以是本类的Class对象)、一个处理扩展业务的对象(扩展业务代码可以单独写到其他类中,也可以直接写在InvocationHandler接口的实现类中),交由API后,我们就可以获得代理对象。
这两种动态代理各有优缺点:
JDK动态代理:优点是,生成动态代理对象的速度快,适合频繁创建代理对象的程序;
缺点是,执行速度慢,且不能为未实现接口的类创建代理。
CGLIB动态代理:优点是,执行速度快,且能够为未实现接口的类创建代理;
缺点是,不能代理final修饰的方法,且生成代理对象的速度慢,不适合频繁创建代理对象的程序。
在Spring中,默认使用JDK动态代理,如果目标对象没有实现接口,会转而使用CGLIB动态代理。

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