2019-06-21：什么是代理模式？如何使用？Android源码中的代理模式？
Moosphan opened this issue · 5 comments
代理模式用我们生活中的例子：
王宝强作为一个明星，不可能什么事都由他自己干(约电视剧、排期之类的)，于是他请了经纪人
去医院挂号很麻烦怎么办？找黄牛帮我们挂号
王者荣耀技术水平不够，想要上分怎么办？请游戏代练
写点不正经的代码被警察捉走了怎么办？请律师帮我们打官司
在编写动态代理之前，要明确几个概念：
代理对象拥有目标对象相同的方法【因为参数二指定了对象的接口，代理对象会实现接口的所有方法】
用户调用代理对象的什么方法，都是在调用处理器的invoke方法。【被拦截】
使用JDK动态代理必须要有接口【参数二需要接口】
上面也说了：代理对象会实现接口的所有方法，这些实现的方法交由我们的handler来处理！
代理模式给某一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对原对象的引用。通俗的来讲代理模式就是我们生活中常见的中介。
举个例子来说明：假如说我现在想买一辆二手车，虽然我可以自己去找车源，做质量检测等一系列的车辆过户流程，但是这确实太浪费我得时间和精力了。我只是想买一辆车而已为什么我还要额外做这么多事呢？于是我就通过中介公司来买车，他们来给我找车源，帮我办理车辆过户流程，我只是负责选择自己喜欢的车，然后付钱就可以了。用图表示如下：
个人感觉和装饰者模式很类似。
代理模式是给一个对象一个替身，该对象能做的，替身都可以去帮他做。
文章转载于https://www.jianshu.com/p/f82a03ec5110
本人系原作者.
Java的三种代理模式
1.代理模式
代理(Proxy)是一种设计模式,提供了对目标对象另外的访问方式;即通过代理对象访问目标对象.这样做的好处是:可以在目标对象实现的基础上,增强额外的功能操作,即扩展目标对象的功能.
这里使用到编程中的一个**:不要随意去修改别人已经写好的代码或者方法,如果需改修改,可以通过代理的方式来扩展该方法（那这个**就能让我们做很多事情了）——代理模式是面向对象编程中比较常见的设计模式。
举个例子来说明代理的作用:我们在生活中见到过的代理，大概最常见的就是商场里的商品。商品从工厂生产之后进入大型超市，之后消费者再来购买。
用图表示如下:
代理模式的关键点是:代理对象与目标对象.代理对象是对目标对象的扩展,并会调用目标对象
1.1.静态代理
静态代理在使用时,需要定义接口或者父类,被代理对象与代理对象一起实现相同的接口或者是继承相同父类.
下面举个案例来解释:
模拟保存动作,定义一个保存动作的接口:IUserDao.java,然后目标对象实现这个接口的方法UserDao.java,此时如果使用静态代理方式,就需要在代理对象(UserDaoProxy.java)中也实现IUserDao接口.调用的时候通过调用代理对象的方法来调用目标对象.
需要注意的是,代理对象与目标对象要实现相同的接口,然后通过调用相同的方法来调用目标对象的方法
代码示例:
（博文中代码github地址在文末，有需要的可以直接去下载）
public interface IUserDao {
void addRecord();
}public class UserDao implements IUserDao {
@Override
public void addRecord() {
System.out.println("UserDao--为您添加一条新记录");
}
}public class UserDaoProxy implements IUserDao {
private IUserDao target;
public UserDaoProxy(IUserDao target) {
this.target = target;
}
@Override
public void addRecord() {
System.out.println("开始执行任务。。。。");
target.addRecord();
System.out.println("提交执行任务。。。。");
}
}public static void staticProxy() {
UserDaoProxy userDaoProxy = new UserDaoProxy(new UserDao());
userDaoProxy.addRecord();
}开始执行任务。。。。
UserDao--为您添加一条新记录
提交执行任务。。。。
Process finished with exit code 0静态代理总结:
优点：可以做到在不修改目标对象的功能前提下,对目标功能扩展.
缺点:因为代理对象需要与目标对象实现一样的接口,所以会有很多代理类,类太多.同时,一旦接口增加方法,目标对象与代理对象都要维护.
如何解决静态代理中的缺点呢?答案是可以使用动态代理方式
1.2.动态代理
动态代理有以下特点:
1.代理对象,不需要实现接口
2.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(需要我们指定创建代理对象/目标对象实现的接口的类型)
3.动态代理也叫做:JDK代理,接口代理
JDK中生成代理对象的API
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 )
注意该方法是在Proxy类中是静态方法,且接收的三个参数依次为:
ClassLoader loader,:指定当前目标对象使用类加载器,获取加载器的方法是固定的Class<?>[] interfaces,:目标对象实现的接口的类型,使用泛型方式确认类型InvocationHandler h:事件处理,执行目标对象的方法时,会触发事件处理器的方法,会把当前执行目标对象的方法作为参数传入
上一节代码中 UserDaoProxy类是代理，我们需要手动编写代码让 UserDaoProxy实现 IUserDao接口，而在动态代理中，我们可以让程序在运行的时候自动在内存中创建一个实现 IUserDao接口的代理，而不需要去定义 UserDaoProxy这个类。这就是它被称为动态的原因。
也许概念比较抽象。现在实例说明一下情况。
柳胥街有很多饭店，口味独特，分量十足，有一个饭店卖红烧爆鱼，我们用Java代码模拟。
public interface Restaurant {
void eatFan();
}
public class SauerkrautRest implements Restaurant {
@Override
public void eatFan() {
System.out.println("来我家吃酸菜鱼啦");
}
}public class PlaceForSell implements InvocationHandler {
private Object target;
public PlaceForSell(Object service) {
this.target = service;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("this is a place for restaurant ,please coming");
method.invoke(target, args);
System.out.println("please seat down and have fun");
return null;
}
} public static void dynamicProxy() {
SauerkrautRest sauerkrautRest = new SauerkrautRest();
InvocationHandler invocationHandler = new PlaceForSell(sauerkrautRest);
Restaurant sauerkRest = (Restaurant) Proxy.newProxyInstance(SauerkrautRest.class.getClassLoader(),
SauerkrautRest.class.getInterfaces(), invocationHandler);
//Proxy.newProxyInstance(target.getClass.getClassLoader(),target.getClass.getInterfaces(), invocationHandler); 第一二个参数皆为target的
sauerkRest.eatFan();
}this is a place for restaurant ,please coming
来我家吃酸菜鱼啦
please seat down and have funInvocationHandler
InvocationHandler 是一个接口，官方文档解释说，每个代理的实例都有一个与之关联的 InvocationHandler 实现类，如果代理的方法被调用，那么代理便会通知和转发给内部的 InvocationHandler 实现类，由它决定处理。
/**
* {@code InvocationHandler} is the interface implemented by
* the <i>invocation handler</i> of a proxy instance.
*
* <p>Each proxy instance has an associated invocation handler.
* When a method is invoked on a proxy instance, the method
* invocation is encoded and dispatched to the {@code invoke}
* method of its invocation handler.
*
* @author Peter Jones
* @see Proxy
* @since 1.3
*/
public interface InvocationHandler {
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable;
}InvocationHandler 内部只是一个 invoke() 方法，正是这个方法决定了怎么样处理代理传递过来的方法调用。
proxy 代理对象
method 代理对象调用的方法
args 调用的方法中的参数
因为，Proxy 动态产生的代理会调用 InvocationHandler 实现类，所以 InvocationHandler 是实际执行者。
所以我们可以进一步将其封装为一个ProxyFactory，节省时间与复用代码，follow me AV8D
public class ProxyFactory {
private Object target;
public ProxyFactory(Object target) {
this.target = target;
}
public Object getProxyInstance() {
return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("开始事务--" + target.getClass().getSimpleName() + "-----");
//执行目标对象方法
Object returnValue = method.invoke(target, args);
System.out.println("提交事务--" + target.getClass().getSimpleName() + "-----");
return returnValue;
}
});
}
}动态代理原理探究
一定有同学对于为什么 Proxy 能够动态产生不同接口类型的代理感兴趣，我的猜测是肯定通过传入进去的接口然后通过反射动态生成了一个接口实例。
比如 Restaurant是一个接口，那么 Proxy.newProxyInstance() 内部肯定会有，那么我们进入源码查看。
/**
* Returns an instance of a proxy class for the specified interfaces
* that dispatches method invocations to the specified invocation
* handler.
*
* <p>{@code Proxy.newProxyInstance} throws
* {@code IllegalArgumentException} for the same reasons that
* {@code Proxy.getProxyClass} does.
*
* @param loader the class loader to define the proxy class
* @param interfaces the list of interfaces for the proxy class
* to implement
* @param h the invocation handler to dispatch method invocations to
* @return a proxy instance with the specified invocation handler of a
* proxy class that is defined by the specified class loader
* and that implements the specified interfaces
* @throws IllegalArgumentException if any of the restrictions on the
* parameters that may be passed to {@code getProxyClass}
* are violated
* @throws SecurityException if a security manager, <em>s</em>, is present
* and any of the following conditions is met:
* <ul>
* <li> the given {@code loader} is {@code null} and
* the caller's class loader is not {@code null} and the
* invocation of {@link SecurityManager#checkPermission
* s.checkPermission} with
* {@code RuntimePermission("getClassLoader")} permission
* denies access;</li>
* <li> for each proxy interface, {@code intf},
* the caller's class loader is not the same as or an
* ancestor of the class loader for {@code intf} and
* invocation of {@link SecurityManager#checkPackageAccess
* s.checkPackageAccess()} denies access to {@code intf};</li>
* <li> any of the given proxy interfaces is non-public and the
* caller class is not in the same {@linkplain Package runtime package}
* as the non-public interface and the invocation of
* {@link SecurityManager#checkPermission s.checkPermission} with
* {@code ReflectPermission("newProxyInPackage.{package name}")}
* permission denies access.</li>
* </ul>
* @throws NullPointerException if the {@code interfaces} array
* argument or any of its elements are {@code null}, or
* if the invocation handler, {@code h}, is
* {@code null}
*/
@CallerSensitive
public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
Class<?>[] interfaces,
InvocationHandler h)
throws IllegalArgumentException
{
Objects.requireNonNull(h);
final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
}
/*
* Look up or generate the designated proxy class.
*/
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
/*
* Invoke its constructor with the designated invocation handler.
*/
try {
if (sm != null) {
checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
}
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
final InvocationHandler ih = h;
if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
cons.setAccessible(true);
return null;
}
});
}
return cons.newInstance(new Object[]{h});
} catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
throw new InternalError(e.toString(), e);
} catch (InvocationTargetException e) {
Throwable t = e.getCause();
if (t instanceof RuntimeException) {
throw (RuntimeException) t;
} else {
throw new InternalError(t.toString(), t);
}
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw new InternalError(e.toString(), e);
}
}newProxyInstance 的确创建了一个实例，它是通过 cl 这个 Class 文件的构造方法反射生成。cl 由 getProxyClass0() 方法获取。
/**
* Generate a proxy class. Must call the checkProxyAccess method
* to perform permission checks before calling this.
*/
private static Class<?> getProxyClass0(ClassLoader loader,
Class<?>... interfaces) {
if (interfaces.length > 65535) {
throw new IllegalArgumentException("interface limit exceeded");
}
// If the proxy class defined by the given loader implementing
// the given interfaces exists, this will simply return the cached copy;
// otherwise, it will create the proxy class via the ProxyClassFactory
/*如果给定的加载程序定义的代理类
给定的接口存在，这将简单地返回缓存的副本；
否则，它将通过代理类工厂创建代理类。*/
return proxyClassCache.get(loader, interfaces);
}/**
* A factory function that generates, defines and returns the proxy class given
* the ClassLoader and array of interfaces.
*/
private static final class ProxyClassFactory
implements BiFunction<ClassLoader, Class<?>[], Class<?>>
{
// prefix for all proxy class names
private static final String proxyClassNamePrefix = "$Proxy";
// next number to use for generation of unique proxy class names
private static final AtomicLong nextUniqueNumber = new AtomicLong();
@Override
public Class<?> apply(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces) {
Map<Class<?>, Boolean> interfaceSet = new IdentityHashMap<>(interfaces.length);
for (Class<?> intf : interfaces) {
/*
* Verify that the class loader resolves the name of this
* interface to the same Class object.
*/
Class<?> interfaceClass = null;
try {
interfaceClass = Class.forName(intf.getName(), false, loader);
} catch (ClassNotFoundException e) {
}
if (interfaceClass != intf) {
throw new IllegalArgumentException(
intf + " is not visible from class loader");
}
/*
* Verify that the Class object actually represents an
* interface.
*/
if (!interfaceClass.isInterface()) {
throw new IllegalArgumentException(
interfaceClass.getName() + " is not an interface");
}
/*
* Verify that this interface is not a duplicate.
*/
if (interfaceSet.put(interfaceClass, Boolean.TRUE) != null) {
throw new IllegalArgumentException(
"repeated interface: " + interfaceClass.getName());
}
}
String proxyPkg = null; // package to define proxy class in
int accessFlags = Modifier.PUBLIC | Modifier.FINAL;
/*
* Record the package of a non-public proxy interface so that the
* proxy class will be defined in the same package. Verify that
* all non-public proxy interfaces are in the same package.
*/
for (Class<?> intf : interfaces) {
int flags = intf.getModifiers();
if (!Modifier.isPublic(flags)) {
accessFlags = Modifier.FINAL;
String name = intf.getName();
int n = name.lastIndexOf('.');
String pkg = ((n == -1) ? "" : name.substring(0, n + 1));
if (proxyPkg == null) {
proxyPkg = pkg;
} else if (!pkg.equals(proxyPkg)) {
throw new IllegalArgumentException(
"non-public interfaces from different packages");
}
}
}
if (proxyPkg == null) {
// if no non-public proxy interfaces, use com.sun.proxy package
proxyPkg = ReflectUtil.PROXY_PACKAGE + ".";
}
/*生成代理类从这里开始
* Choose a name for the proxy class to generate.
*/
long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;
/*
* Generate the specified proxy class.
*/
byte[] proxyClassFile = ProxyGenerator.generateProxyClass(
proxyName, interfaces, accessFlags);
try {
return defineClass0(loader, proxyName,
proxyClassFile, 0, proxyClassFile.length);
} catch (ClassFormatError e) {
/*
* A ClassFormatError here means that (barring bugs in the
* proxy class generation code) there was some other
* invalid aspect of the arguments supplied to the proxy
* class creation (such as virtual machine limitations
* exceeded).
*/
throw new IllegalArgumentException(e.toString());
}
}
}通过指定的 ClassLoader 和 接口数组 用工厂方法生成 proxy class。 然后这个 proxy class 动态生成的代理类名称是包名+$Proxy+id序号。
long num = nextUniqueNumber.getAndIncrement();
String proxyName = proxyPkg + proxyClassNamePrefix + num;Cglib代理
上面的静态代理和动态代理模式都是要求目标对象是实现一个接口的目标对象,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,这个时候就可以使用以目标对象子类的方式类实现代理,这种方法就叫做: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的扩展.
- JDK的动态代理有一个限制,就是使用动态代理的对象必须实现一个或多个接口,如果想代理没有实现接口的类,就可以使用Cglib实现.
- 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和synaop,为他们提供方法的interception(拦截)
- Cglib包的底层是通过使用一个小而块的字节码处理框架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子类代理实现方法:
1.需要引入cglib的jar文件即可（皆已上传github，文末有地址）.
2.引入功能包后,就可以在内存中动态构建子类
3.代理的类不能为final,否则报错
4.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。
public class CgLibProxyFactory implements MethodInterceptor {
private Object target;
public CgLibProxyFactory(Object target) {
this.target = target;
}
//给目标对象创建一个代理对象
public Object getProxyInstance() {
//1.工具类
Enhancer en = new Enhancer();
//2.设置父类
en.setSuperclass(target.getClass());
//3.设置回调函数
en.setCallback(this);
//4.创建子类(代理对象)
return en.create();
}
@Override
public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
System.out.println("开始事务--" + o.getClass().getSimpleName() + "-----");
//执行目标对象方法
Object returnValue = method.invoke(target, objects);
System.out.println("提交事务--" + target.getClass().getSimpleName() + "-----");
return returnValue;
}
}public class Animal {
public void ying() {
System.out.println("this is a animal");
}
}public static void dynamicCglibProxy() {
Animal animal = new Animal();
Animal proxy = (Animal) new CgLibProxyFactory(animal).getProxyInstance();
proxy.ying();
}开始事务--Animal$$EnhancerByCGLIB$$cc94e0a5-----
this is a animal
提交事务--Animal-----这种代理模式非JDK提供，我后面再去深入研究，或者老铁们需要直接给我提issue，我会抽时间写。
代理的作用
主要作用，还是在不修改被代理对象的源码上，进行功能的增强。
这在 AOP 面向切面编程领域经常见。
在软件业，AOP为Aspect Oriented Programming的缩写，意为：面向切面编程，通过预编译方式和运行期动态代理实现程序功能的统一维护的一种技术。AOP是OOP的延续，是软件开发中的一个热点，也是Spring框架中的一个重要内容，是函数式编程的一种衍生范型。利用AOP可以对业务逻辑的各个部分进行隔离，从而使得业务逻辑各部分之间的耦合度降低，提高程序的可重用性，同时提高了开发的效率。
主要功能
日志记录，性能统计，安全控制，事务处理，异常处理等等。
上面的引用是百度百科对于 AOP 的解释，至于，如何通过代理来进行日志记录功能、性能统计等等，这个大家可以参考 AOP 的相关源码，然后仔细琢磨。
同注解一样，很多同学可能会有疑惑，我什么时候用代理呢？
总结
代理对象不需要实现接口,但是目标对象一定要实现接口,否则不能用动态代理（JDK），文中Cglib代理就不需要实现任何接口
动态代理，代理类通过 Proxy.newInstance() 方法生成。
静态代理和动态代理的区别是在于要不要开发者自己定义 Proxy 类。
动态代理通过 Proxy 动态生成 proxy class，但是它也指定了一个 InvocationHandler 的实现类。
代理模式目的是为了增强增加现有代码的功能。
很详细，谢谢！