代理模式【常用】

前面几节，我们讲了设计模式中的创建型模式。创建型模式主要解决对象的创建问题，封装复杂的创建过程，解耦对象的创建代码和使用代码。
其中，单例模式用来创建全局唯一的对象。工厂模式用来创建不同但是相关类型的对象（继承同一父类或者接口的一组子类），由给定的参数来决定创建哪种类型的对象。建造者模式是用来创建复杂对象，可以通过设置不同的可选参数，“定制化”地创建不同的对象。原型模式针对创建成本比较大的对象，利用对已有对象进行复制的方式进行创建，以达到节省创建时间的目的。
现在，我们讲另外一种类型的设计模式：结构型模式。结构型模式主要总结了一些类或对象组合在一起的经典结构，这些经典的结构可以解决特定应用场景的问题。结构型模式包括：代理模式、桥接模式、装饰器模式、适配器模式、门面模式、组合模式、享元模式。今天我们要讲其中的代理模式。它也是在实际开发中经常被用到的一种设计模式。
代理模式有不同的形式, 主要有三种 静态代理、动态代理 (JDK 代理、接口代理)和 Cglib 代理 (可以在内存动态的创建对象，而不需要实现接口，他是属于动态代理的范畴) 。下面先通过几个比较简单的例子理解一下代理模式

静态代理

实例具体要求

定义一个接口:ITeacherDao
目标对象 TeacherDAO 实现接口 ITeacherDAO
使用静态代理方式,就需要在代理对象 TeacherDAOProxy 中也实现 ITeacherDAO
调用的时候通过调用代理对象的方法来调用目标对象.
特别提醒：静态代理类与被代理类要实现相同的接口,然后通过调用相同的方法来调用目标对象的方法

ITeacherDao

//接口
public interface ITeacherDao {
	
	void teach(); // 授课的方法
}

TeacherDao —> 被代理类

public class TeacherDao implements ITeacherDao {

	@Override
	public void teach() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println(" 老师授课中  。。。。。");
	}
}

TeacherDaoProxy —> 代理类

//代理对象,静态代理
public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao{
	
	private ITeacherDao target; // 目标对象，通过接口来聚合
	
	
	//构造器
	public TeacherDaoProxy(ITeacherDao target) {
		this.target = target;
	}



	@Override
	public void teach() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("开始代理  完成某些操作。。。。。 ");//方法
		target.teach();
		System.out.println("提交。。。。。");//方法
	}

}

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		//创建目标对象(被代理对象)
		TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();
		
		//创建代理对象, 同时将被代理对象传递给代理对象
		TeacherDaoProxy teacherDaoProxy = new TeacherDaoProxy(teacherDao);
		
		//通过代理对象，调用到被代理对象的方法
		//即：执行的是代理对象的方法，代理对象再去调用目标对象的方法 
		teacherDaoProxy.teach();
	}

}

动态代理

代理对象,不需要实现接口，但是目标对象要实现接口，否则不能用动态代理
代理对象的生成，是利用 JDK 的 API，动态的在内存中构建代理对象
动态代理也叫做：JDK 代理、接口代理
代理类所在包:java.lang.reflect.Proxy
JDK 实现代理只需要使用 newProxyInstance 方法,但是该方法需要接收三个参数,完整的写法是:

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

//接口
public interface ITeacherDao {

   void teach(); // 授课方法
   void sayHello(String name);
}

TeacherDao

public class TeacherDao implements ITeacherDao {

   @Override
   public void teach() {
      // TODO Auto-generated method stub
      System.out.println(" 老师授课中.... ");
   }

   @Override
   public void sayHello(String name) {
      // TODO Auto-generated method stub
      System.out.println("hello " + name);
   }
   
}

ProxyFactory

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class ProxyFactory {

   //维护一个目标对象 , Object
   private Object target;

   //构造器 ， 对target 进行初始化
   public ProxyFactory(Object target) {
      
      this.target = target;
   } 
   
   //给目标对象 生成一个代理对象
   public Object getProxyInstance() {
      
      /* 说明
         public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class<?>[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
                                          
            1. ClassLoader loader ： 指定当前目标对象使用的类加载器, 获取加载器的方法固定
            2. Class<?>[] interfaces: 目标对象实现的接口类型，使用泛型方法确认类型
            3. InvocationHandler h : 事情处理，执行目标对象的方法时，会触发事情处理器方法, 
             会把当前执行的目标对象方法作为参数传入
       */
      return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), 
            target.getClass().getInterfaces(), 
            new InvocationHandler() {
               
               @Override
               public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                  // TODO Auto-generated method stub
                  System.out.println("JDK代理开始~~");
                  //反射机制调用目标对象的方法
                  Object returnVal = method.invoke(target, args);
                  System.out.println("JDK代理提交");
                  return returnVal;
               }
            }); 
   }
}

Client

public class Client {

   public static void main(String[] args) {
      // TODO Auto-generated method stub
      //创建目标对象
      ITeacherDao target = new TeacherDao();
      
      //给目标对象，创建代理对象, 可以转成 ITeacherDao
      ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();
   
      // proxyInstance=class com.sun.proxy.$Proxy0 内存中动态生成了代理对象
      System.out.println("proxyInstance=" + proxyInstance.getClass());
      
      //通过代理对象，调用目标对象的方法
      //proxyInstance.teach();
      
      proxyInstance.sayHello(" tom ");
   }

}

cglib代理

静态代理和 JDK 代理模式都要求目标对象是实现一个接口,但是有时候目标对象只是一个单独的对象,并没有实现任何的接口,这个时候可使用目标对象子类来实现代理-这就是Cglib代理
Cglib代理也叫作**子类代理**** ,**它是在内存中构建一个子类对象从而实现对目标对象功能扩展, 有些书也将Cglib代理归属到动态代理。
Cglib 是一个强大的高性能的代码生成包,它可以在运行期扩展 java 类与实现 java 接口.它广泛的被许多 AOP 的框架使用,例如 Spring AOP，实现方法拦截
在 AOP 编程中如何选择代理模式：
- 目标对象需要实现接口，用 JDK 代理
- 目标对象不需要实现接口，用 Cglib 代理
Cglib 包的底层是通过使用字节码处理框架 ASM 来转换字节码并生成新的类
需要引入 cglib 的 jar 文件，在内存中动态构建子类，注意代理的类不能为 final，否则报错

java.lang.IllegalArgumentException，目标对象的方法如果为 final/static,那么就不会被拦截,即不会执行目标对象额外的业务方法.

TeacherDao

public class TeacherDao {

   public String teach() {
      System.out.println(" 老师授课中  ， 我是cglib代理，不需要实现接口 ");
      return "hello";
   }
}

ProxyFactory

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 ProxyFactory implements MethodInterceptor {

   //维护一个目标对象
   private Object target;
   
   //构造器，传入一个被代理的对象
   public ProxyFactory(Object target) {
      this.target = target;
   }

   //返回一个代理对象:  是 target 对象的代理对象
   public Object getProxyInstance() {
      //1. 创建一个工具类
      Enhancer enhancer = new Enhancer();
      //2. 设置父类
      enhancer.setSuperclass(target.getClass());
      //3. 设置回调函数
      enhancer.setCallback(this);
      //4. 创建子类对象，即代理对象
      return enhancer.create();
      
   }
   

   //重写  intercept 方法，会调用目标对象的方法
   @Override
   public Object intercept(Object arg0, Method method, Object[] args, MethodProxy arg3) throws Throwable {
      // TODO Auto-generated method stub
      System.out.println("Cglib代理模式 ~~ 开始");
      Object returnVal = method.invoke(target, args);
      System.out.println("Cglib代理模式 ~~ 提交");
      return returnVal;
   }

}

Client

public class Client {

   public static void main(String[] args) {
      // TODO Auto-generated method stub
      //创建目标对象
      TeacherDao target = new TeacherDao();
      //获取到代理对象，并且将目标对象传递给代理对象
      TeacherDao proxyInstance = (TeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();

      //执行代理对象的方法，触发intecept 方法，从而实现 对目标对象的调用
      String res = proxyInstance.teach();
      System.out.println("res=" + res);
   }

}

代理模式的原理解析

代理模式（Proxy Design Pattern）的原理和代码实现都不难掌握。它在不改变原始类（或叫被代理类）代码的情况下，通过引入代理类来给原始类附加功能【装饰器是增强功能，代理是附加新的功能】。

代理模式的应用场景

业务系统的非功能性需求开发

代理模式最常用的一个应用场景就是，在业务系统中开发一些非功能性需求，比如：监控、统计、鉴权、限流、事务、幂等、日志。我们将这些附加功能与业务功能解耦，放到代理类中统一处理，让程序员只需要关注业务方面的开发。实际上，前面举的搜集接口请求信息的例子，就是这个应用场景的一个典型例子。

如果你熟悉 Java 语言和 Spring 开发框架，这部分工作都是可以在 Spring AOP 切面中完成的。前面我们也提到，Spring AOP 底层的实现原理就是基于动态代理。

代理模式在 RPC、缓存中的应用

实际上，RPC 框架也可以看作一种代理模式，GoF 的《设计模式》一书中把它称作远程代理。通过远程代理，将网络通信、数据编解码等细节隐藏起来。客户端在使用 RPC 服务的时候，就像使用本地函数一样，无需了解跟服务器交互的细节。除此之外，RPC 服务的开发者也只需要开发业务逻辑，就像开发本地使用的函数一样，不需要关注跟客户端的交互细节。

代理模式在缓存中的应用

假设我们要开发一个接口请求的缓存功能，对于某些接口请求，如果入参相同，在设定的过期时间内，直接返回缓存结果，而不用重新进行逻辑处理。比如，针对获取用户个人信息的需求，我们可以开发两个接口，一个支持缓存，一个支持实时查询。对于需要实时数据的需求，我们让其调用实时查询接口，对于不需要实时数据的需求，我们让其调用支持缓存的接口。那如何来实现接口请求的缓存功能呢？
最简单的实现方法就是刚刚我们讲到的，给每个需要支持缓存的查询需求都开发两个不同的接口，一个支持缓存，一个支持实时查询。但是，这样做显然增加了开发成本，而且会让代码看起来非常臃肿（接口个数成倍增加），也不方便缓存接口的集中管理（增加、删除缓存接口）、集中配置（比如配置每个接口缓存过期时间）。
针对这些问题，代理模式就能派上用场了，确切地说，应该是动态代理。如果是基于 Spring 框架来开发的话，那就可以在 AOP 切面中完成接口缓存的功能。在应用启动的时候，我们从配置文件中加载需要支持缓存的接口，以及相应的缓存策略（比如过期时间）等。当请求到来的时候，我们在 AOP 切面中拦截请求，如果请求中带有支持缓存的字段（比如 http://…?..&cached=true），我们便从缓存（内存缓存或者 Redis 缓存等）中获取数据直接返回。

设计模式-代理模式