簡說設計模式——代理模式(續)
之前說了代理模式,即為其他物件提供一種代理以控制對這個物件的訪問,詳情見《簡說設計模式——代理模式》,而代理模式常見的實現方式為靜態代理及動態代理。
一、靜態代理
所謂靜態代理類是指:由程式設計師建立或由特定工具自動生成原始碼,再對其進行編譯。在程式執行之前,代理類的.class檔案就已經存在了。UML結構圖如下:
這裡以持久化層的資料互動類為例,IUserDao是與資料庫進行互動的介面,UserDao為IUserDao介面的實現類,UserDaoProxy為代理類,二者皆實現了IUserDao介面。說具體點就是,UserDao類是IUserDao介面的具體實現者,而UserDaoProxy類是通過呼叫UserDao類的相關方法來提供特定服務的。
1. IUserDao介面
這裡為抽象目標類/介面。
1 public interface IUserDao { 2 3 public void save(); 4 5 }
2. UserDao介面
這裡為具體目標類或被代理的物件。實現了IUserDao中的介面方法。
1 public class UserDao implements IUserDao { 2 3 @Override 4 public void save() { 5 System.out.println("資料已儲存!!!"); 6 } 7 8 }
3. 靜態代理類
首先在靜態代理類中引入IUserDao介面,通過呼叫UserDao類的相關方法來提供特定服務。
1 public class UserDaoProxy implements IUserDao { 2 3 private IUserDao iUserDao; 4 5 public UserDaoProxy(IUserDao iUserDao) { 6 this.iUserDao = iUserDao; 7 } 8 9 @Override 10 public void save() { 11 System.out.println("開始事務..."); 12 iUserDao.save(); //執行目標物件 13 System.out.println("提交事務..."); 14 } 15 16 }
4. Client客戶端
1 public class Client { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 UserDao userDao = new UserDao(); 5 UserDaoProxy proxy = new UserDaoProxy(userDao); 6 proxy.save(); 7 } 8 9 }
執行結果如下:
總結一下就是,在代理類中注入依賴,即引入需要代理的實體類,通過代理類來呼叫實體類中的方法來實現靜態代理。
雖然靜態代理可以很好的對目標物件進行功能擴充套件,但對每一個服務都需要建立代理類,工作量較大且不易管理,而且如果介面發生改變的話,代理類也得進行相應的修改,這時動態代理的作用就顯現出來了。
二、動態代理
動態代理與靜態代理的區別在於:在程式執行時,動態代理類是運用反射機制建立而成的。在抽象工廠模式的最後有提到用反射來代理switch語句進行選擇,這裡就運用到了類似的思想。
通過動態代理,我們不再需要手動建立代理類,只需編寫一個動態處理器即可,而真正的代理物件由JDK在執行時幫我們建立。所以我們也將之稱為JDK動態代理。
下面看一個例子,UML結構圖如下:
1. IBusiness介面
被代理的介面。
1 public interface IBusiness { 2 3 public void doWork(); 4 5 }
2. Business類
具體實現類/被代理的物件。
1 public class Business implements IBusiness { 2 3 @Override 4 public void doWork() { 5 System.out.println("進行業務邏輯處理"); 6 } 7 8 }
3. BusinessHandler類
BusinessHandler類實現類Invocation介面,它是方法呼叫介面,聲明瞭負責呼叫任意一個方法的invoke()方法,引數proxy指定動態代理類例項,引數method指定被呼叫的方法,引數args指定向被呼叫方法傳遞的引數,而invoke()方法的返回值表示被呼叫方法的返回值。其中 method.invoke(iBusiness, args) 相當於 iBusiness.method(args) 。
1 public class BusinessHandler implements InvocationHandler { 2 3 private IBusiness iBusiness; 4 5 public BusinessHandler(IBusiness iBusiness) { 6 this.iBusiness = iBusiness; 7 } 8 9 @Override 10 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 11 System.out.println("before"); 12 method.invoke(iBusiness, args); 13 System.out.println("after"); 14 return null; 15 } 16 17 }
4. Client客戶端
1 public class Client { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 Business business = new Business(); 5 6 //生成代理類物件 7 IBusiness proxy = (IBusiness) Proxy.newProxyInstance( 8 business.getClass().getClassLoader(), 9 business.getClass().getInterfaces(), 10 new BusinessHandler(business)); 11 12 proxy.doWork(); 13 } 14 15 }
此處通過java.lang.reflect.Proxy類的newProxyInstance()方法來生成代理類物件,它的完整定義如下:
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler handler) throws IllegalArgumentException
引數loader指定動態代理類的類載入器,引數interfaces指定動態代理類需要實現的所有介面,引數handler指定與動態代理類相關聯的InvocationHandler物件。所以我們只需呼叫newProxyInstance()方法就可以某一個物件的代理物件了。(有關ClassLoader類載入器的內容這裡就不再贅述了,它的作用是將class檔案載入到jvm虛擬機器中去)。
執行結果如下:
相比於靜態代理,動態代理的優勢還是很明顯的,不僅減少了對業務介面的依賴,還降低了耦合度,但它還是無法擺脫對介面的依賴。那麼對於沒有介面的類應該如何實現動態代理呢?
三、CGLIB代理
cglib是一個強大的高效能程式碼生成包,底層是通過使用一個小而快的位元組碼處理框架ASM來轉換並生成新的類,所以我們一般也稱之為cglib位元組碼生成。
與JDK動態代理不同,cglib是針對類來實現代理的,所以對於沒有介面的類我們可以通過cglib位元組碼生成來實現代理。原理是對指定的業務類生成一個子類,並覆蓋其中的業務方法實現代理。但因為採用的是繼承,所以不能對final修飾的類進行代理。
下面看一個使用cglib進行代理的例項,需先匯入相應的jar包(asm及cglib包)。
1. 被代理類
首先定義業務類,無需實現介面。
1 public class Hello { 2 3 public void sayHello() { 4 System.out.println("Hello World!"); 5 } 6 7 }
2. 攔截器
定義一個攔截器,通過實現MethodInterceptor介面的intercept()方法來實現回撥方法,通過invokeSuper()執行目標物件的方法。
1 public class HelloMethodInterceptor implements MethodInterceptor { 2 3 @Override 4 public Object intercept(Object object, Method method , Object[] objects , MethodProxy methodProxy ) throws Throwable { 5 System.out.println("before " + method.getName()); 6 methodProxy.invokeSuper(object, objects); 7 System.out.println("after " + method.getName()); 8 return null; 9 } 10 11 }
3. Client客戶端
通過Enhancer加強類來建立動態代理類,通過它的setSuperclass()方法來指定要代理的業務類(即為下方生成的代理類指定父類),然後通過create()方法生成代理類物件。
1 public class Client { 2 3 public static void main(String[] args) { 4 Enhancer enhancer = new Enhancer(); //工具類 5 enhancer.setSuperclass(Hello.class); //繼承被代理類 6 enhancer.setCallback(new HelloMethodInterceptor()); //設定回撥 7 8 Hello hello = (Hello) enhancer.create(); //生成代理類物件 9 hello.sayHello(); 10 } 11 12 }
執行結果如下:
綜上所述,cglib採用的是動態建立子類的方法,所以對final修飾的類不能進行代理。以Spring AOP程式設計為例,JDK動態代理及cglib代理的區別在於,有介面的目標物件採用JDK代理,無介面的目標物件採用cglib代理。
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