代理模式:JAVA静态代理和动态代理的实例和实现详解

前言

代理模式，我们这里结合JAVA的静态代理和动态代理来说明，类比Spring AOP面向切面编程：增强消息，也是代理模式。

而我们的静态代理和动态代理，与（service）接口和（serviceImpl）接口实现类有什么区别呢？静态代理的概念与其在理解上类似，可以说静态代理是实现类的增强消息。而且，静态代理针对的是所以实现接口的实现类（通过向上转型实现）。

静态代理

实现简述

本质上是一接口一代理，对该接口的所有实现类进行"增强"（额外）操作：

如下例：human接口有两个实现类：man和woman，我们需要在每个human接口被实现的时候说他是god创造的（增强操作）。那么我们针对human接口手动实现一个GodProxy静态代理类。那么我们通过这个代理执行human接口的实现对象的方法时就可以引入增强操作。

创建human接口

public interface Human {
    public void sex();
}

创建接口实现类

public class Man implements Human{
    @Override
    public void sex() {
        System.out.println( "this is Man" );
    }
}
public class Women implements Human{
    @Override
    public void sex() {
        System.out.println( "this is Women" );
    }
}

创建针对接口实现增强操作的代理

public class GodProxy implements Human{
    Human huamnGenarator;
    public GodProxy(Human huamnGenarator){
        this.huamnGenarator = huamnGenarator;
    }
    @Override
    public void sex() {
        System.out.println( "God begin to make human" );
        huamnGenarator.sex();
        System.out.println(" End of work ");
    }
}

代理实现效果

public class 静态代理 {
    public static void main(String[] args) {
        GodProxy proxy_1 = new GodProxy(new Man());
        GodProxy proxy_2 = new GodProxy(new Women());
        proxy_1.sex();
        System.out.println("\n\n");
        proxy_2.sex();
    }
}

在这里插入图片描述

动态代理

实现简述

相对与静态代理，一个代理类proxy只能针对一个接口实现操作，众所周知类可以实现多个接口，那能不能对所有的实现类的接口实现增强操作呢？可以的，我们需要通过反射的方式，通过向上转型使得传入参数为Object对象，但是Object里面的getClass方法获取Class对象，实际上是实现类的Class（由Java的向上转型特性可知）。获取实现类对象的class对象且获得其实现的接口数组。我们可以达到这个目的：这就是动态代理：对多个接口实现静态代理。

动态代理类主要实现InvocationHandler这个接口，接口实现invoke方法来实现增强操作。并通过一个自定义的方法来创建和绑定动态代理类和入参（向上转型为obj的实现类对象），从而实现实现类对象方法的增强操作。

即我们通过动态代理传入实例类对象，在自己写的newProxyInstance方法中通过Proxy类的newProxyInstance方法代理生成一个新的实例类对象，这个新的对象不仅包含所有的入参实力类对象信息，且在通过代理类生成新的实例类对象过程中注入了invoke方法（我们实现InvocationHandler接口的核心方法）的逻辑。

这里我们有两个疑问：

1、如何实现增强的invoke方法；——通过java.lang.reflect.Proxy.newProxyInstance方法中复原向上转型的obj对象为原对象（具体实现类对象），并绑定增强的invoke方法。

2、代理对象如何复现对象方法； ——利用向上转型的复原不变性。

要点：向上转型

向上转型：子类实例赋值给父类引用。无法调用子类拓展方法，但是她的实现确确实实存在：

        Object obj = new Girl();
        Girl girl = (Girl) obj;
        System.err.println(obj.getClass().getName());
        System.err.println(obj.getClass().getInterfaces().length);
        girl.nickName();

输出：

src.代理模式.Girl
2

少女

创建YoungMan接口

这里还将用到Human接口，两个接口。

public interface YoungMan {
    public void nickName();
}

创建两个接口实现类

public class Boy implements Human,YoungMan{
    @Override
    public void sex() {
        System.out.println( "this is Man" );
    }
    @Override
    public void nickName() {
        System.out.println( "少年" );
    }
}

public class Girl implements Human,YoungMan{
    @Override
    public void sex() {
        System.out.println( "this is Women" );
    }
    @Override
    public void nickName() {
        System.out.println( "少女" );
    }
}

创建动态代理实例对象

这里我们主要通过Proxy.newProxyInstance方法创建一个代理类，传参：

   public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, 
                                            Class<?>[] interfaces, 
                                            InvocationHandler h)

类加载器：指定代理类由哪个classloader加载；代理类需要代理实现的接口方法；InvocationHandler对象：表示的是当动态代理对象调用方法的时候实际执行的会是该InvocationHandler对象上的invoke方法（即增强方法）。在invoke方法中通过反射方法名称去执行实际要执行的方法和增强操作。（实例说明可以看文末补充）

注意返回的这里自定义的newProxyInstance是Object。

invoke方法中的args为方法传入的参数们；

public class GodForYoungProxy implements InvocationHandler {
    private Object godForYoungProxy;
    //参数为Object设计一个向上转型
    public Object newProxyInstance(Object godForYoungProxy) {
        this.godForYoungProxy = godForYoungProxy;
        //this指的是GodForYoungProxy这个InvocationHandler实现类
        System.err.println( godForYoungProxy.getClass().getName() );
        return Proxy.newProxyInstance(godForYoungProxy.getClass().getClassLoader(), godForYoungProxy.getClass().getInterfaces(), this);
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println(" God for Young begin to work ... ");
        proxy = method.invoke(godForYoungProxy, args);
        System.out.println(" End of work ");
        return proxy;
    }
}

代理实现效果

public class 动态代理 {
    public static void main(String[] args) {
        GodForYoungProxy godForYoungProxy = new GodForYoungProxy();
        Human human = (Human) godForYoungProxy.newProxyInstance(new Boy());
        YoungMan youngMan = (YoungMan) godForYoungProxy.newProxyInstance(new Boy());
        human.sex();
        youngMan.nickName();
        //向上转型测试
//        Object obj = new Girl();
//        Girl girl = (Girl) obj;
//        System.err.println(obj.getClass().getName());
//        System.err.println(obj.getClass().getInterfaces().length);
//        girl.nickName();
    }
}

在这里插入图片描述

代理生成对象中的obj向上转型对象的.getClass().getName()打印：

在这里插入图片描述

要点：InvocationHandler补充

结合创建动态代理实例对象目录内容补充说明如下：官网的Proxy.newProxyInstance中的入参说明

loader – the class loader to define the proxy class
interfaces – the list of interfaces for the proxy class to implement
h – the invocation handler to dispatch method invocations to =>将方法调用分派到的调用处理程序

同样的上述代码实现效果，我们将实现的GodForYoungProxy implements InvocationHandler中的invoke方法注释一行：

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println(" God for Young begin to work ... ");
       // proxy = method.invoke(godForYoungProxy, args);
        System.out.println(" End of work ");
        return proxy;
    }

明显的，我们发现少了实际的sex和nickName方法的输出内容，因为没有实现对应调用方法：

在这里插入图片描述

通过这样的特性，其实我们在invoke方法里面拥有很强的操作性，比如说让指定方法执行，对不同方法执行不同策略等。

代理模式和修饰模式的区别

代理模式和装饰者模式很相似，但是他们的区别在于：

1、代理模式是在类编译的时候，增强方法就已经确定的，有些动态代理不支持多层嵌套；装饰者则可以不断递归被构造装饰；

2、代理模式：强调对对象的访问控制，方法的使用都是通过反射实现；代理模式则是强调功能的增加，相当于在原基础的被修饰者上不断套娃。

总结

本篇文章就到这里了，希望能给你带来帮助，也希望您能够多多关注自学编程网的更多内容！

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