面向对象编程内功心法系列十（聊一聊代理模式）

1.引子

代理，我们都很熟悉，非要举一个例子的话，比如说生活中的各种中介，比如说明星艺人的经纪人，都是代理，生活中的代理。

延伸到程序员的世界中也有代理，我们都非常熟悉代理设计模式。比如说提到spring框架，你一定会想起IOC，和AOP。IOC叫做控制反转，是工厂设计模式和依赖注入的应用。AOP叫做面向切面编程，相应的应用了代理设计模式。

这么看来代理两个字还有许多讲究，那么你有想过代理设计模式，到底解决了什么问题吗？或者说平常我们租房、买房为什么非要找中介呢？

在代理这种设计模式中，我们可以尝试问这么一些问题

• 谁是代理对象？
• 谁是被代理（目标对象）？
• 如果没有代理对象，目标对象会怎么样？

举个例子，某歌星需要开一场演唱会，需要做许多准备工作。比如说搭台、商务签约、行程安排、最后开唱。我们常说术业有专攻，对于一个歌手，他擅长于也仅擅长于唱歌，别的不会。

那怎么办？请经纪人呐！像商务签约、行程安排都交给经纪人来做，歌星只需要到点登台唱歌即可。你看这就是代理，我们可以用正式一点的话语来总结描述一下

• 代理是一种机制，一种用于控制访问目标对象的机制
• 代理，可以实现对目标对象的保护（要找歌星签名，先得过经纪人这一关）
• 代理，可以实现对目标对象的增强（歌星只需要关心唱歌，别的事情交给经纪人）

到这里，你应该能够充分理解代理，及代理设计模式了。

那到底什么是代理设计模式呢？

• 代理设计模式，它是一种结构型设计模式
• 有代理对象，被代理对象（目标对象）
• 通过代理对象，可以实现对目标对象的访问控制，增加目标对象安全性
• 通过代理对象，可以实现在不改变目标对象的的情况下，增强目标对象能力

2.案例

在引子部分，我们搞清楚了什么是代理设计模式，接下来我将通过案例实现，给你演示一下代理设计模式的应用。

关于代理设计模式，你需要留意它有两种实现方式，分别是

• 静态代理
• 动态代理

另外在实现的过程中，通常需要代理对象，与被代理对象实现相同的接口，即它们是同类。我们具体看代码案例吧，相信看到代码你就明白了。

2.1.静态代理

通常在项目中，我们将功能分为

• 业务功能（比如说用户、订单的增删改查）
• 非业务功能（比如说事务控制、记录日志、性能耗时统计）

对于业务开发工程师来说，只需要关注业务功能的开发。而非业务功能，在每个项目中都差不多，具备一定的通用性，完全可以通过代理设计模式来支持实现。

接下里我将给你模拟一个这样的案例，我们以保存用户接口为例，在保存用户的同时进行接口耗时统计。

2.1.1.接口

/**
 * 用户接口
 *
 * @author ThinkPad
 * @version 1.0
 * @date 2021/3/7 16:09
 */
public interface UserService {
​
    /**
     * 保存用户接口
     * @param name
     */
    void saveUser(String name);
}

2.1.2.被代理类

/**
 * 用户接口实现类
 *
 * @author ThinkPad
 * @version 1.0
 * @date 2021/3/7 16:10
 */
public class UserServiceImpl implements UserService {
​
    /**
     * 保存用户接口
     * @param name
     */
    @Override
    public void saveUser(String name) {
        System.out.println("保存用户：" + name);
    }
}

2.1.3.代理类

/**
 * 用户接口代理，与目标对象实现相同的接口
 *
 * @author ThinkPad
 * @version 1.0
 * @date 2021/3/7 16:12
 */
public class UserProxy implements UserService{
​
    private UserService target;
​
    public UserProxy(UserService target){
        this.target = target;
    }
​
    /**
     * 保存用户接口（代理）
     * @param name
     */
    @Override
    public void saveUser(String name) {
        // 统计耗时开始（增强的功能）
        System.out.println("统计保存用户接口耗时.start：" + System.currentTimeMillis());
​
        // 调用目标对象
        target.saveUser(name);
​
        // 统计耗时结束（增强的功能）
        System.out.println("统计保存用户接口耗时.end：" + System.currentTimeMillis());
    }
}

2.1.4.测试类

public static void main(String[] args) {
  // 创建目标对象
  UserService target = new UserServiceImpl();
​
  // 创建代理对象
  UserService proxy = new UserProxy(target);
​
  // 通过代理对象，实现保存用户的时候，统计耗时
  proxy.saveUser("小明");
}
​
#执行结果
统计保存用户接口耗时.start：1615105035485
保存用户：小明
统计保存用户接口耗时.end：1615105035485
​
Process finished with exit code 0

2.1.5.总结分析

UserProxy类有两个特点

• 实现UserService接口，与目标对象实现相同的接口
• 持有UserSerivceImpl实例，通过组合实现目标对象的能力增强
• 你需要关注UserProxy中的saveUser方法，在保存用户target.saveUser(name)前后，进行耗时统计

最后通过执行结果，我们看到在不修改UserSerivceImpl类代码的情况下，实现了保存用户的同时，进行接口耗时统计能力的增强。你看这就是代理设计模式，代码实现比较简单。

不过你需要注意，在实际项目中，静态代理使用非常少，原因是静态代理方式，每一个目标类都需要相应定义一个代理类，导致类的数量会膨胀，另外代码维护性比较差。

那么针对静态代理存在的问题，我们该如何解决呢？答案是动态代理。

2.2.动态代理

通过静态代理示例代码，我们比较直观的看到了代理设计模式的实现。不过我们说静态代理存在两个问题

• 每一个目标类，都需要一个相应的代理类，类的数量膨胀问题
• 静态代理，代码是在编译时实现，代码维护性比较差

针对静态代理的问题，jdk提供了动态代理的语法支持，接下来我们一起来看动态代理示例代码，你需要关注两个类

• Proxy，创建代理对象入口类
• InvocationHandler，具体实现代理增强的接口类

2.2.1.通过动态代理，创建代理类

/**
 * 动态代理示例
 * 1.Proxy，创建代理对象入口类
 * 2.InvocationHandler，具体实现代理增强的接口类
 *
 * @author ThinkPad
 * @version 1.0
 * @date 2021/3/7 16:33
 */
public class DynamicUserProxy {
​
    public static void main(String[] args) {
        // 创建目标对象
        UserService target = new UserServiceImpl();
​
        // 创建代理对象
        UserService proxy = (UserService)Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        // 统计耗时开始
                        System.out.println("统计保存用户接口耗时.start：" + System.currentTimeMillis());
​
                        // 调用目标对象
                        Object result = method.invoke(target, "小明");
​
                        // 统计耗时结束
                        System.out.println("统计保存用户接口耗时.end：" + System.currentTimeMillis());
​
                        return result;
                    }
                }
        );
​
        // 通过代理对象，实现保存用户的时候，统计耗时
        proxy.saveUser("小明");
    }
}
​
​
#执行结果
统计保存用户接口耗时.start：1615106267280
保存用户：小明
统计保存用户接口耗时.end：1615106267280
​
Process finished with exit code 0

2.2.2.总结分析

对比动态代理，静态代理

• 执行结果是一样的，都在不修改目标类UserServiceImpl的情况下，实现了接口耗时统计能力的增强

• 代码结构都遵循了三个步骤

  • 创建目标对象

    // 创建目标对象
    UserService target = new UserServiceImpl();
    

  • 创建代理对象

    #静态代理
    // 创建代理对象
    UserService proxy = new UserProxy(target);
        
    #动态代理
    // 创建代理对象
    UserService proxy = (UserService)Proxy.newProxyInstance(
          target.getClass().getClassLoader(),
          target.getClass().getInterfaces(),
          new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
              // 统计耗时开始
              System.out.println("统计保存用户接口耗时.start：" +
                                 System.currentTimeMillis());
    ​
               // 调用目标对象
               Object result = method.invoke(target, "小明");
    ​
               // 统计耗时结束
               System.out.println("统计保存用户接口耗时.end：" + 
                                  System.currentTimeMillis());
    ​
               return result;
             }
          }
    );
    

  • 通过代理对象，实现功能增强

  // 通过代理对象，实现保存用户的时候，统计耗时
  proxy.saveUser("小明");
  

• 差异最大的地方，是在创建代理对象。动态代理中，我们通过Proxy的newProxyInstance方法，创建代理对象，它有三个参数

  • 参数1：类加载器，动态代理的本质是运行时实现增强，即在运行的时候jvm动态生成代理类字节码Class，从而实例化代理对象。因此，需要类加载器
  • 参数2：目标对象实现的接口列表，符合代理设计模式定义，代理类，与目标类实现相同的接口
  • 参数3：InvocationHandler，用于实现增强的接口，关心接口中的invoke方法，该方法中实现代理逻辑

通过上面动态代理，静态代理的对比，并且我详细给你解释了动态代理相关的代码细节，相信你可以很好的理解代理设计模式、静态代理、动态代理了。

关于代理模式，是一个很重要，且用的比较多的设计模式。最后我想抛出一个知识点，基于jdk提供的Proxy动态代理实现，我们叫做基于接口的动态代理，它的意思是说目标类必须要实现接口。那么如果目标类在没有实现任何接口的情况下，如何实现动态代理呢？答案是cglib，抛砖引玉期望你可以去了解一下。