代理是程序设计和开发时频繁使用的技术,可以提高程序灵活性和可扩展性。
1 代理作用
- 在不修改原代码的基础上,扩展和增强实现;
- 代码解耦,在代理中通过参数可以判断真实类,做出不同的响应或调用,灵活方便;
- 隐藏部分实现过程和细节。
2 应用场景
ICar接口类,有一个drive方法,传入speed(速度)行驶,现在已经有Mitsubishi(三菱车)和Bwm(宝马车)实现了接口,随着业务发展,可能有更多的车加入;程序稳健运行一段时间后,针对不同的车发现了不同的问题需要处理,比如Mitsubishi车drive前必须检查和保证冷却液充足;Bwm车drive前必须检查和保证机油充足;由于改写ICar接口可能影响到其它的车;如果有很多的车要处理,更改实现类可能需要花费大量时间,此时可以通过代理类扩展和增强。
在代理类(CarProxy)中通过carCheck方法实现对不同汽车检查,检查通过后drive汽车,从而实现对原有代码增强。
3 代理的实现
3.1 静态代理
静态代理的思想:代理类和其它汽车类一样实现接口类,在重写方法里实现扩展或增强,并调要汽车类实现。
//宝马汽车实现类
class Bwm implements ICar {
public void drive(int speed) {
System.out.println("Bwm drive with speed:"+speed);
}
//三菱汽车实现类
class Mitsubishi implements ICar {
public void drive(int speed) {
System.out.println("Mitsubishi drive with speed:"+speed);
}
//汽车代理类
public class CarProxy implements ICar {
private ICar carTarget;
public CarProxy(ICar carTarget){
this.carTarget=carTarget;
}
// 车辆检查
private boolean carCheck() {
if(this.carTarget instanceof Mitsubishi){ //判断汽车类型
System.out.println("Mitsubishi 检查冷却液完成。");
return true;
}else if(this.carTarget instanceof Bwm){
System.out.println("Bwm 检查机油完成。");
return true;
}else{
System.out.println("该车不需要检查。");
return true;
}
}
/** 驾驶
* @param speed 速度
*/
public void drive(int speed) {
if(carCheck()){ //检查通过后drive
carTarget.drive(speed); //调用汽车类
}
}
}
在CarProxy代理类中,增加了对不同汽车的检查方法(carCheck),当汽车检查通过后调用(drive)方法驾驶汽车。这样代理类便实现了对三菱和宝马车的扩展,调用时传入ICar实现类对象;
new CarProxy(new Mitsubishi()).drive(80); //drive 三菱车
new CarProxy(new Bwm()).drive(100); //drive 宝马车
运行输出;
Mitsubishi 检查冷却液完成。
Mitsubishi drive with speed:80
Bwm 检查机油完成。
Bwm drive with speed:100
3.1.1 缺点
接口类变化会影响实现类和代理类;比如方法修改返回值、参数类型、增加方法,实现类和代理类都需要修改。
3.2 动态代理
Java 提供(java.lang.reflect.InvocationHandler)代理实例接口,代理类实现该接口关联调用处理程序的方法(invoke),当在代理实例调用方法时,方法调用被编码(encoded)并分配给其调用处理程序的方法。
public class DynamicProxy implements InvocationHandler{
Object carTarget;
//车辆检查
private boolean carCheck() {
if(this.carTarget instanceof Mitsubishi){
System.out.println("Mitsubishi 检查冷却液完成。");
return true;
}else if(this.carTarget instanceof Bwm){
System.out.println("Bwm 检查机油完成。");
return true;
}else{
System.out.println("该车不需要检查。");
return true;
}
}
//创建代理类实例
Object crateProxyInstance(Object carTarget) {
this.carTarget = carTarget;
return Proxy.newProxyInstance(carTarget.getClass().getClassLoader(),
carTarget.getClass().getInterfaces(),this);
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
if(carCheck()){//汽车检查通过后drive
return method.invoke(carTarget,args);
}
return null;
}
}
除了crateProxyInstance 和 invoke 方法外,对三菱和宝马车的扩展(车辆检查)与静态类相同。调用时同样传入ICar实现类对象。
((ICar)new DynamicProxy().crateProxyInstance(new Mitsubishi())).drive(80);//drive 三菱车
((ICar)new DynamicProxy().crateProxyInstance(new Bwm())).drive(80);//drive 宝马车
3.3 cglib 代理
除了java自身的代理类,还有第三方代理类,比如(cglib),通过实现方法拦截器(MethodInterceptor),在拦截方法中(intercept)调用处理程序的方法。
import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
public class CarInterceptor implements MethodInterceptor{
Object carTarget;
//车辆检查
private boolean carCheck() {
if(this.carTarget instanceof Mitsubishi){
System.out.println("Mitsubishi 检查冷却液完成。");
return true;
}else if(this.carTarget instanceof Bwm){
System.out.println("Bwm 检查机油完成。");
return true;
}else{
System.out.println("该车不需要检查。");
return true;
}
}
//拦截方法
@Override
public Object intercept(Object carTarget, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
this.carTarget=carTarget;
if(carCheck()){//汽车检查通过后drive
Object obj=proxy.invokeSuper(carTarget, args);
return obj;
}
return null;
}
}
最后调用时,首先实例化(Enhancer)对象启用方法拦截器,设置方法拦截类和Superclass;
Enhancer en=new Enhancer();
en.setCallback(new CarInterceptor());//设置拦截类
//drive 三菱车
en.setSuperclass(new Mitsubishi().getClass());//设置superClass
((ICar) en.create()).drive(80);
//drive 宝马车
en.setSuperclass(new Bwm().getClass());
((ICar) en.create()).drive(100);
4 总结
静态代理更像是开发层面的实现,每次修改接口类或实现类都可能需要修改代理类,随着程序扩展,代码量和维护量增加;Java 提供的(java.lang.reflect.InvocationHandler)代理实例接口和第三方代理类(cglib)大大弥补了静态类的不足,也应用在许多开源框架上,比如Spring。
参考文献
- https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/reflect/InvocationHandler.html - Java Interface InvocationHandler
- https://github.com/cglib/cglib/wiki - cglib