例
小张是一个普普通通的码农，每天勤勤恳恳地码代码。某天中午小张刚要去吃饭，一个电话打到了他的手机上。“是XX公司的小张吗？我是YY公司的王AA”。“哦，是王总啊，有什么事情吗？”。沟通过后，小张弄明白了,原来客户有个需求，刚好负责这方面开发的是小张，客户就直接找到了他。不过小张却没有答应客户的请求，而是让客户找产品经理小李沟通。
是小张着急去吃面而甩锅吗？并不是，只是为了使故事可以套到代理模式上。我们先看一下代理模式的定义： * 为其他对象提供一种代理，以控制对这个对象的访问。(Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it)
对照定义，码农小张可以映射为其他对象，产品经理小李为小张的代理。我们通过JAVA代码，表述上面事例。
静态代理
1.抽象角色
基于面向对象的思想，首先定义一个码农接口,它有一个实现用户需求的方法。
| 1 2 3 4 5 | //定义一个码农接口,他可以实现用户需求 public interface ICoder { public void imlDemands(String demandName); } |
2.真实角色
我们假设小牛是JAVA程序员，定义一个JAVA码农类，他通过JAA语言实现需求。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | public class JavaCoder implements ICoder{ private String name; public JavaCoder(String name) { super(); this.name = name; } public void imlDemands(String demandName) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println(name+"实现了方法："+demandName+"in java"); } } |
3.代理角色
委屈一下产品经理，将其命名为码农代理类，同时让他实现ICoder接口。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 | public class CoderProxy implements ICoder{
private ICoder coder;
public CoderProxy(ICoder coder){
this.coder = coder;
}
public void implDemands(String demandName) {
coder.implDemands(demandName);
}
}
|
上面一个接口，两个类，就实现了代理模式。Are you kidding me？这么简单？是的，就是这么简单。 我们通过一个场景类，模拟用户找产品经理增加需求。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | public class Customer {
public static void main(String args[]){
//定义一个java码农
ICoder coder = new JavaCoder("Niu");
//定义一个产品经理
ICoder proxy = new CoderProxy(coder);
//让产品经理实现一个需求
proxy.implDemands("Add user manageMent");
}
}
|
运行程序，结果如下：
| 1 | Niu implemented demand:Add user manageMent in JAVA!
|
产品经理充当了程序员的代理，客户把需求告诉产品经理，并不需要和程序员接触。看到这里，有些机智的程序员发现了问题。你看，产品经理就把客户的需求转达了一下，怪不得我看产品经理这么不爽。
产品经理当然不只是转达用户需求，他还有很多事情可以做。比如，该项目决定不接受新增功能的需求了，对修CoderProxy类做一些修改：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | public class CoderProxy implements ICoder{
private ICoder coder;
public CoderProxy(ICoder coder){
this.coder = coder;
}
public void implDemands(String demandName) {
if(demandName.startsWith("Add")){
System.out.println("No longer receive 'Add' demand");
return;
}
coder.implDemands(demandName);
}
}
|
这样，当客户再有增加功能的需求时，产品经理就直接回绝了，程序员无需再对这部分需求做过滤。
总结
我们对上面的事例做一个简单的抽象：
代理模式包含如下角色：
- Subject:抽象主题角色。可以是接口，也可以是抽象类。
- RealSubject:真实主题角色。业务逻辑的具体执行者。
- ProxySubject:代理主题角色。内部含有RealSubject的引用,负责对真实角色的调用，并在真实主题角色处理前后做预处理和善后工作。
代理模式优点：
- 职责清晰 真实角色只需关注业务逻辑的实现，非业务逻辑部分，后期通过代理类完成即可。
- 高扩展性 不管真实角色如何变化，由于接口是固定的，代理类无需做任何改动。
动态代理
前面讲的主要是静态代理。那么什么是动态代理呢？
假设有这么一个需求，在方法执行前和执行完成后，打印系统时间。这很简单嘛，非业务逻辑，只要在代理类调用真实角色的方法前、后输出时间就可以了。像上例，只有一个implDemands方法，这样实现没有问题。但如果真实角色有10个方法，那么我们要写10遍完全相同的代码。有点追求的码农，肯定会对这种方法感到非常不爽。有些机智的小伙伴可能想到了用AOP解决这个问题。非常正确。莫非AOP和动态代理有什么关系？没错！AOP用的恰恰是动态代理。
代理类在程序运行时创建的代理方式被称为动态代理。也就是说，代理类并不需要在Java代码中定义，而是在运行时动态生成的。相比于静态代理， 动态代理的优势在于可以很方便的对代理类的函数进行统一的处理，而不用修改每个代理类的函数。对于上例打印时间的需求，通过使用动态代理，我们可以做一个“统一指示”，对所有代理类的方法进行统一处理，而不用逐一修改每个方法。下面我们来具体介绍下如何使用动态代理方式实现我们的需求。
与静态代理相比，抽象角色、真实角色都没有变化。变化的只有代理类。因此，抽象角色、真实角色，参考ICoder和JavaCodr。
在使用动态代理时，我们需要定义一个位于代理类与委托类之间的中介类，也叫动态代理类，这个类被要求实现InvocationHandler接口：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 | public class CoderDynamicProxy implements InvocationHandler{
//被代理的实例
private ICoder coder;
public CoderDynamicProxy(ICoder _coder){
this.coder = _coder;
}
//调用被代理的方法
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println(System.currentTimeMillis());
Object result = method.invoke(coder, args);
System.out.println(System.currentTimeMillis());
return result;
}
}
|
当我们调用代理类对象的方法时，这个“调用”会转送到中介类的invoke方法中，参数method标识了我们具体调用的是代理类的哪个方法，args为这个方法的参数。
我们通过一个场景类，模拟用户找产品经理更改需求。
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | public class DynamicClient {
public static void main(String args[]){
//要代理的真实对象
ICoder coder = new JavaCoder("Zhang");
//创建中介类实例
InvocationHandler handler = new CoderDynamicProxy(coder);
//获取类加载器
ClassLoader cl = coder.getClass().getClassLoader();
//动态产生一个代理类
ICoder proxy = (ICoder) Proxy.newProxyInstance(cl, coder.getClass().getInterfaces(), handler);
//通过代理类，执行doSomething方法；
proxy.implDemands("Modify user management");
}
}
|
执行结果如下：
| 1 2 3 | 1521810491379
Niu implemented demand:Modify user management in JAVA!
1521810491380
|
通过上述代码，就实现了，在执行委托类的所有方法前、后打印时间。还是那个熟悉的小牛，但我们并没有创建代理类，也没有时间ICoder接口。这就是动态代理。
总结
总结一下，一个典型的动态代理可分为以下四个步骤：
- 创建抽象角色
- 创建真实角色
- 通过实现InvocationHandler接口创建中介类
- 通过场景类，动态生成代理类
如果只是想用动态代理，看到这里就够了。但如果想知道为什么通过proxy对象，就能够执行中介类的invoke方法，以及生成的proxy对象是什么样的，可以继续往下看。
源码分析(JDK7)
看到这里的小伙伴，都是有追求的程序员。上面的场景类中，通过
| 1 2 | //动态产生一个代理类
ICoder proxy = (ICoder) Proxy.newProxyInstance(cl, coder.getClass().getInterfaces(), handler);
|
动态产生了一个代理类。那么这个代理类是如何产生的呢？我们通过代码一窥究竟。
Proxy类的newProxyInstance方法，主要业务逻辑如下：
| 1 2 3 4 5 6 | //生成代理类class，并加载到jvm中
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, interfaces);
//获取代理类参数为InvocationHandler的构造函数
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
//生成代理类，并返回
return newInstance(cons, ih);
|
上面代码做了三件事：
- 根据传入的参数interfaces动态生成一个类，它实现interfaces中的接口，该例中即ICoder接口的implDemands方法。假设动态生成的类为$Proxy0。
- 通过传入的classloder,将刚生成的$Proxy0类加载到jvm中。
- 利用中介类，调用$Proxy0的$Proxy0(InvocationHandler)构造函数，创建$Proxy0类的实例，其InvocationHandler属性，为我们创建的中介类。
上面的核心，就在于getProxyClass0方法：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
Class<?>... interfaces) {
if (interfaces.length > 65535) {
throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
}
// If the proxy class defined by the given loader implementing
// the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
// otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
}
|
在Proxy类中有个属性proxyClassCache，这是一个WeakCache类型的静态变量。它指示了类加载器和代理类之间的映射。所以proxyClassCache的get方法用于根据类加载器来获取Proxy类，如果已经存在则直接从cache中返回，如果没有则创建一个映射并更新cache表。
我们跟一下代理类的创建流程：
调用Factory类的get方法，而它又调用了ProxyClassFactory类的apply方法，最终找到下面一行代码：
| 1 2 | //Generate the specified proxy class.
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(proxyName, interfaces);
|
就是它，生成了代理类。
查看动态生成的代理类
通过上面的分析，我们已经知道Proxy类动态创建代理类的流程。那创建出来的代理类到底是什么样子的呢？我们可以通过下面的代码，手动生成：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | public class CodeUtil {
public static void main(String[] args) throws IOException {
byte[] classFile = ProxyGenerator.generateProxyClass("TestProxyGen", JavaCoder.class.getInterfaces());
File file = new File("D:/aaa/TestProxyGen.class");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
fos.write(classFile);
fos.flush();
fos.close();
}
}
|
通过反编译工具查看生成的class文件:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 | import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.lang.reflect.UndeclaredThrowableException;
import model.proxy.ICoder;
public final class TestProxyGen extends Proxy
implements ICoder
{
private static Method m1;
private static Method m0;
private static Method m3;
private static Method m2;
public TestProxyGen(InvocationHandler paramInvocationHandler)
throws
{
super(paramInvocationHandler);
}
public final boolean equals(Object paramObject)
throws
{
try
{
return ((Boolean)this.h.invoke(this, m1, new Object[] { paramObject })).booleanValue();
}
catch (RuntimeException localRuntimeException)
{
throw localRuntimeException;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
}
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
public final int hashCode()
throws
{
try
{
return ((Integer)this.h.invoke(this, m0, null)).intValue();
}
catch (RuntimeException localRuntimeException)
{
throw localRuntimeException;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
}
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
public final void implDemands(String paramString)
throws
{
try
{
this.h.invoke(this, m3, new Object[] { paramString });
return;
}
catch (RuntimeException localRuntimeException)
{
throw localRuntimeException;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
}
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
public final String toString()
throws
{
try
{
return (String)this.h.invoke(this, m2, null);
}
catch (RuntimeException localRuntimeException)
{
throw localRuntimeException;
}
catch (Throwable localThrowable)
{
}
throw new UndeclaredThrowableException(localThrowable);
}
static
{
try
{
m1 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("equals", new Class[] { Class.forName("java.lang.Object") });
m0 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("hashCode", new Class[0]);
m3 = Class.forName("model.proxy.ICoder").getMethod("implDemands", new Class[] { Class.forName("java.lang.String") });
m2 = Class.forName("java.lang.Object").getMethod("toString", new Class[0]);
return;
}
catch (NoSuchMethodException localNoSuchMethodException)
{
throw new NoSuchMethodError(localNoSuchMethodException.getMessage());
}
catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
{
}
throw new NoClassDefFoundError(localClassNotFoundException.getMessage());
}
}
|
这样，我们就理解，为什么调用代理类的implDemands方法，回去执行中介类的invoke方法了。
