Java设计模式之动态代理
动态代理的意义在于生成一个占位(又称代理对象),来代理真实对象,从而控制真实对象的访问。
我们首先来谈谈什么是代理模式。假设客户带着需求去找公司,显然不会直接和软件工程师谈,而是和商务谈,此时客户会认为商务就代表公司,客户是通过商务去访问软件工程师的。我们就可以认为商务(代理对象)代理了软件工程师(真实对象),因此,代理的作用就是,在真实对象访问之前或者之后加入对应的逻辑,或者根据其他规则控制是否使用真实对象。
商务和软件工程师是代理和被代理的关系,客户是通过商务去访问软件工程师的。此时客户就是程序中的调用者,商务就是代理对象,软件工程师就是真实对象。我们需要在调用者调用对象之前产生一个代理对象,而这个代理对象需要和真实对象建立代理关系,所以代理必须分为两个步骤:
- 代理对象和真实对象建立代理关系
- 实现代理对象的代理逻辑方法
在java中有多种动态代理技术,比如jdk、cglib、javassist、asm,其中最常用的动态代理技术有两种:一种是jdk动态代理,这是jdk自带的功能;另一种是cglib,这是第三方提供的一个技术。目前,spring常用jdk和cglib,而mybatis还使用了javassist。(cglib的底层原理是asm)
本文只讨论两种最常用的动态代理技术:jdk和cglib。在jdk动态代理中必须使用接口,而cglib不需要,所以使用cglib会更简单一点。下面依次讨论这两种技术。
一.jdk动态代理
jdk动态代理是java.lang.reflect.*包提供的方式。它必须借助一个接口才能产生代理对象,所以先定义接口helloworld:
public interface helloworld { void sayhelloworld(); }
然后提供实现类helloworldimpl来实现接口:
public class helloworldimpl implements helloworld { @override public void sayhelloworld(){ system.out.println("hello world"); } }
这是最简答的java接口和实现类的关系,此时可以开始动态代理了。按照我们之前的分析,先要建立代理对象和真实对象的关系,然后实现代理逻辑,所以一共分为两个步骤。在jdk动态代理中,代理逻辑类必须去实现java.lang.reflect.invocationhandler
接口,它定义了一个invoke方法,并提供接口数组用于下挂代理对象。我们自己定义一个jdk动态代理的类:
public class myjdkproxyexample implements invocationhandler{ /** * @description 真实对象 **/ private object target = null; /** * @author haozz * @date 2018-05-21 10:54 * @param target 真实对象 * @return 代理对象 * @throws * @description 建立代理对象和真实对象的代理关系,并返回代理对象 **/ public object getproxy(object target) { this.target = target; return proxy.newproxyinstance(target.getclass().getclassloader(),target.getclass().getinterfaces(),this); } /** * @author haozz * @date 2018-05-21 11:09 * @param proxy 代理对象 * @param method 当前调度方法 * @param args 当前方法参数 * @return 代理结果 * @throws throwable 异常 * @description 代理方法逻辑 **/ @override public object invoke(object proxy, method method,object [] args) throws throwable{ system.out.println("进入代理逻辑方法"); system.out.println("在调度真实对象之前的服务"); object obj = method.invoke(target,args);//相当于调用sayhelloworld方法 system.out.println("在调度真实对象之后的服务"); return obj; } }
第一步,通过getproxy()
方法建立代理对象和真实对象的关系,并返回代理对象。首先用类的属性target保存了真实对象,然后通过proxy.newproxyinstance()
方法建立并生成代理对象,该方法中包含3个参数:
- 第1个是类加载器,这里采用了target本身的类加载器;
- 第2个是把生成的动态代理对象下挂在哪些接口下,这个写法就是放在target实现的接口下。helloworldimpl对象的接口显然就是helloworld,代理对象可以这样声明:helloworld proxy = xxxx;;
- 第3个是定义实现方法逻辑的代理类,this表示当前对象,它必须实现invocationhandler接口的invoke方法,它就是代理逻辑方法的现实方法。
第二步,通过invoke方法实现代理逻辑方法。invoke方法的3个参数:
- proxy,代理对象,就是getproxy方法生成的对象;
- method,当前调度的方法;
- args,当前调度方法的参数。
当我们使用了代理对象调度方法后,它就会进入到invoke方法里面。
object obj = method.invoke(target,args);
这行代码相当于调度真实对象的方法,只是通过反射实现。类比前面的例子,proxy相当于商务,target相当于软件工程师,getproxy方法就是建立商务和软件工程师之间的代理关系,invoke方法就是商务逻辑。
测试jdk动态代理:
@test public void testjdkproxy(){ myjdkproxyexample jdkproxy = new myjdkproxyexample(); //绑定关系,因为挂在接口helloworld下,所以声明代理对象helloworld proxy helloworld proxy = (helloworld) jdkproxy.getproxy(new helloworldimpl()); //此时helloworld对象已经是一个代理对象,它会进入代理的逻辑方法invoke里 proxy.sayhelloworld(); }
首先通过getproxy方法绑定了代理关系,然后在代理对象调度sayhelloworld方法时进入了代理的逻辑,测试结果如下:
进入代理逻辑方法
在调度真实对象之前的服务
hello world
在调度真实对象之后的服务
此时,在调度打印hello world之前和之后都可以加入相关的逻辑,甚至可以不调度hello world的打印。
个人小结:jdk动态代理要求真实对象和代理对象之间是实现类和接口的关系,创建一个代理逻辑类实现invocationhandler接口,其中getproxy方法用于生成代理对象,然后重写invoke方法。
二.cglib动态代理
jdk动态代理必须提供接口才能使用,在一些不能提供接口的环境中,只能采用其他第三方技术,比如cglib动态代理,这里提供cglib动态代理的相关jar包,供学习和测试使用。它的优势在于不需要提供接口,只要一个非抽象类就能实现动态代理。
cglib原理:动态生成一个要代理类的子类,子类重写要代理的类的所有不是final的方法。在子类中采用方法拦截的技术拦截所有父类方法的调用,顺势织入横切逻辑。它比使用java反射的jdk动态代理要快。cglib底层:使用字节码处理框架asm,来转换字节码并生成新的类。不鼓励直接使用asm,因为它要求你必须对jvm内部结构包括class文件的格式和指令集都很熟悉。cglib缺点:对于final方法,无法进行代理。cglib广泛地被许多aop的框架使用,例如spring aop和dynaop。hibernate使用cglib来代理单端single-ended(多对一和一对一)关联。
我们以下面这个类为例:
public class reflectserviceimpl { public void sayhello(string name){ system.out.println("hello "+name); } }
它不存在实现任何接口,所以不能使用jdk动态代理,这里采用cglib动态代理技术:
public class mycglibproxyexample implements methodinterceptor{ /** * @author haozz * @date 2018-05-21 15:11 * @param cls class类 * @return class类的cglib对象 * @throws * @description 生成cglib代理对象 **/ public object getproxy(class cls){ //cglib增强类对象 enhancer enhancer = new enhancer(); //设置增强类型 enhancer.setsuperclass(cls); //定义代理逻辑对象为当前对象,要求当前对象实现methodinterceptor方法 enhancer.setcallback(this); //生成并返回代理对象 return enhancer.create(); } /** * @author haozz * @date 2018-05-21 15:17 * @param proxy 代理对象 * @param method 目标方法 * @param args 目标方法参数 * @param methodproxy 方法代理 * @return 代理逻辑返回 * @throws throwable 异常 * @description 代理逻辑方法 **/ @override public object intercept(object proxy, method method, object[] args, methodproxy methodproxy)throws throwable{ system.out.println("调用真实对象前"); //cglib反射调用真实对象方法 object result = methodproxy.invokesuper(proxy,args); system.out.println("调用真实对象后"); return result; } }
这里用了cglib的加强者enhancer(net.sf.sglib.proxy.enhancer),通过设置超类的方法(setsuperclass),然后通过setcallback方法设置哪个类为它的代理类。其中,参数this表示当前对象,那就要求用this这个对象实现接口methodinterceptor(net.sf.sglib.proxy.methodinterceptor)的方法intercept,然后返回代理对象。那么此时当前类的intercept方法就是其代理逻辑方法,其参数内容见代码注解,我们在反射真实对象方法前后进行了打印,cglib是通过如下代码完成的:
object result = methodproxy.invokesuper(proxy,args);
测试一下cglib动态代理:
@test public void testcglibproxy(){ mycglibproxyexample cglibproxy = new mycglibproxyexample(); reflectserviceimpl obj = (reflectserviceimpl) cglibproxy.getproxy(reflectserviceimpl.class); obj.sayhello("haozz"); }
得到结果:
调用真实对象前
hello haozz
调用真实对象后
个人小结:cglib动态代理相对简单一些,通过字节码技术为需要代理的类生成一个子类,它不需要提供接口,只需写一个代理逻辑类并实现methodinterceptor接口,其中getproxy方法用于生成代理对象,然后重写intercept方法即可。
总结
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