設(shè)計模式-代理模式（Proxy Pattern）

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代理模式：使用代理對象完成用戶請求，屏蔽用戶對真實對象的訪問。

  • 優(yōu)點：減少代碼冗余、提高代碼復(fù)用性、安全性、隱藏真實角色、非入侵

應(yīng)用場景

  • Spring AOP
  • 過濾器
  • 自定義注解
  • 全局捕獲異常
  • 事務(wù)原理
  • 日志收集打印
  • 權(quán)限控制
  • RPC遠(yuǎn)程調(diào)用
  • 安全代理可以隱蔽真實角色
  • Mybatis的Mapper
  • 全局ID（LCN/Seata中）

分類

靜態(tài)代理：實現(xiàn)接口和實現(xiàn)集成兩種方式
動態(tài)代理：JDK代理(接口實現(xiàn))和CGLIB代理(繼承方式)

區(qū)別：靜態(tài)代理需要自己寫代理類，而動態(tài)代理不需要寫代理類。

靜態(tài)代理

  • 接口實現(xiàn)
/**靜態(tài)代理：接口實現(xiàn)*/
OrderService orderService = new OrderServiceProxy1(new OrderServiceImpl());
orderService.order();

/** 
* 接口實現(xiàn)方式
*/
public class OrderServiceProxy1 implements OrderService {
    /**
     * 代理對象
     */
    private OrderService proxiedOrderService;

    public OrderServiceProxy1(OrderService orderService) {
      this.proxiedOrderService=orderService;
    }

    public void order() {
        System.out.println("日志收集開始..");
        proxiedOrderService.order();
        System.out.println("日志收集結(jié)束..");
    }
}
  • 繼承實現(xiàn)
/**靜態(tài)代理：繼承實現(xiàn)*/
OrderService orderService = new OrderServiceProxy();
orderService.order();

/**
 * 繼承方式
 */
public class OrderServiceProxy extends OrderServiceImpl {
    @Override
    public void order() {
        System.out.println("日志收集開始..");
        super.order();
        System.out.println("日志收集結(jié)束..");
    }
}

動態(tài)代理

1.JDK動態(tài)代理

執(zhí)行步驟
1.創(chuàng)建被代理的接口和類；
2.實現(xiàn)InvocationHandler接口，對目標(biāo)接口中聲明的所有方法進(jìn)行統(tǒng)一處理；
3.調(diào)用Proxy的靜態(tài)方法，創(chuàng)建代理類并生成相應(yīng)的代理對象；

1).核心原理 (代理類的生成、編譯及加載到j(luò)vm中)

a、生成代理類---該類實現(xiàn)了接口，并集成Proxy類【通過編譯之后可查看】

Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);

b、執(zhí)行代理類的order等目標(biāo)方法，實際上是調(diào)用MyInvocationHandel h的invoke方法
缺點：jdk動態(tài)代理，必須是面向接口，目標(biāo)業(yè)務(wù)類必須實現(xiàn)接口

2).調(diào)試源碼

JdkInvocationHandler jdkInvocationHandler = new JdkInvocationHandler(new OrderServiceImpl());
OrderService proxy = jdkInvocationHandler.getProxy();
proxy.order();

/**
 * JDK動態(tài)代理
 */
public class JdkInvocationHandler implements InvocationHandler {
    /**
     * 目標(biāo)代理對象
     */
    public Object target;

    public JdkInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println(">>>日志收集開始>>>>");
        // 執(zhí)行代理對象方法
        Object reuslt = method.invoke(target, args);
        System.out.println(">>>日志收集結(jié)束>>>>");
        return reuslt;
    }

    /**
     * 獲取代理對象接口
     *
     */
    public <T> T getProxy() {
        return (T) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);
    }
}

3).自動生成的代理類源碼

public final class $Proxy0 extends Proxy implements OrderService
{
    private static Method m1;
    private static Method m3;
    private static Method m2;
    private static Method m0;
    
    public $Proxy0(final InvocationHandler invocationHandler) {
        super(invocationHandler);
    }
    
    public final void order() {
        try {
            super.h.invoke(this, $Proxy0.m3, null);
        }
        catch (Error | RuntimeException error) {
            throw;
        }
        catch (Throwable t) {
            throw new UndeclaredThrowableException(t);
        }
    }
    
    static {
        try {
            $Proxy0.m3 = Class.forName("cn.jarye.service.OrderService").getMethod("order", (Class<?>[])new Class[0]);
        }
        catch (NoSuchMethodException ex) {
            throw new NoSuchMethodError(ex.getMessage());
        }
        catch (ClassNotFoundException ex2) {
            throw new NoClassDefFoundError(ex2.getMessage());
        }
    }
}

4).手寫JDK動態(tài)代理思路

a.使用java反射機(jī)制拼接$Proxy.java類的源代碼---參考Proxy.newProxyInstance方法
b.需要將$Proxy.java編譯成$Proxy.class
c.程序中直接讀取該class文件到內(nèi)存中

2.CGLIB動態(tài)代理

1).核心原理

利用asm字節(jié)碼開源包，對代理對象類的class文件加載進(jìn)來，通過修改其字節(jié)碼生成子類來處理。

2).調(diào)試源碼

CglibMethodInterceptor cglibMethodInterceptor = new CglibMethodInterceptor();
//相當(dāng)于生成代理類
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// 設(shè)置代理類的付類
enhancer.setSuperclass(OrderServiceImpl.class);
// 設(shè)置回調(diào)對象
enhancer.setCallback(cglibMethodInterceptor);
// 創(chuàng)建代理對象
OrderServiceImpl orderServiceImpl = (OrderServiceImpl) enhancer.create();
orderServiceImpl.order();

public class CglibMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("<<<<<日志收集開始...>>>>>>>");
        Object reuslt = proxy.invokeSuper(obj, args);
        System.out.println("<<<<<日志收集結(jié)束...>>>>>>>");
        return reuslt;
    }
}

3).自動生成的代理類源碼

  • 索引機(jī)制
    使用字節(jié)碼技術(shù)獲取當(dāng)前所有的方法，對每個方法加上一個索引，直接根據(jù)索引調(diào)用到目標(biāo)方法效率是比反射機(jī)制要高。
MethodProxy類的源碼：
public Object invokeSuper(Object obj, Object[] args) throws Throwable {
        try {
            this.init();
            MethodProxy.FastClassInfo fci = this.fastClassInfo;
            return fci.f2.invoke(fci.i2, obj, args);
        } catch (InvocationTargetException var4) {
            throw var4.getTargetException();
        }
    }
  • 索引計算方法
    使用方法名稱+參數(shù)類型計算hash值，在根據(jù)hash值得出索引
  • 代理類 (使用繼承方法)
public class OrderServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$279607fc extends OrderServiceImpl implements Factory
{
    private static Object CGLIB$CALLBACK_FILTER;
    private static final Method CGLIB$order$0$Method;
    private static final MethodProxy CGLIB$order$0$Proxy;
    
    static void CGLIB$STATICHOOK1() {
        final Class<?> forName3;
        CGLIB$order$0$Method = ReflectUtils.findMethods(new String[] { "order", "()V" }, (forName3 = Class.forName("com.jarye.service.impl.OrderServiceImpl")).getDeclaredMethods())[0];
        CGLIB$order$0$Proxy = MethodProxy.create((Class)forName3, (Class)forName, "()V", "order", "CGLIB$order$0");
    }
    
    final void CGLIB$order$0() {
        super.order();
    }
    
    public final void order() {
        MethodInterceptor cglib$CALLBACK_2;
        MethodInterceptor cglib$CALLBACK_0;
        if ((cglib$CALLBACK_0 = (cglib$CALLBACK_2 = this.CGLIB$CALLBACK_0)) == null) {
            CGLIB$BIND_CALLBACKS(this);
            cglib$CALLBACK_2 = (cglib$CALLBACK_0 = this.CGLIB$CALLBACK_0);
        }
        if (cglib$CALLBACK_0 != null) {
            cglib$CALLBACK_2.intercept((Object)this, OrderServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$279607fc.CGLIB$order$0$Method, OrderServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$279607fc.CGLIB$emptyArgs, OrderServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$279607fc.CGLIB$order$0$Proxy);
            return;
        }
        super.order();
    }
// 設(shè)置回調(diào)
    public void setCallbacks(final Callback[] array) {
        this.CGLIB$CALLBACK_0 = (MethodInterceptor)array[0];
    }
    
    static {
        CGLIB$STATICHOOK1();
    }
}
  • 方法索引
public int getIndex(final String s, final Class[] array) {
        Label_1079: {
            switch (s.hashCode()) {
                case 106006350: {
                    if (!s.equals("order")) {
                        break;
                    }
                    switch (array.length) {
                        case 0: {
                            return 7;
                        }
                        default: {
                            break Label_1079;
                        }
                    }
                    break;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
    
    public Object invoke(final int n, final Object o, final Object[] array) throws InvocationTargetException {
        final OrderServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$279607fc orderServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$279607fc = (OrderServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$279607fc)o;
        try {
            switch (n) {
                case 7: {
                    orderServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$279607fc.order();
                    return null;
                }
            }
        }
        catch (Throwable t) {
            throw new InvocationTargetException(t);
        }
        throw new IllegalArgumentException("Cannot find matching method/constructor");
    }

4).手寫CGLIB動態(tài)代理思路

/**
* 直接生成代理類，然后設(shè)置callback方法
*/
MemberServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$600aa7a2 memberServiceImpl=
    new MemberServiceImpl$$EnhancerByCGLIB$$600aa7a2();
// 設(shè)置回調(diào)
memberServiceImpl.setCallbacks(new CglibMethodInterceptor());
memberServiceImpl.addMember("jarye");

3.JDK和CGLIB動態(tài)代理

1).差異對比

對比點 JDK動態(tài)代理 CGLIB動態(tài)代理
代碼上 實現(xiàn)InvocationHandler接口，對目標(biāo)接口中聲明的所有方法進(jìn)行統(tǒng)一處理 實現(xiàn)MethodInterceptor接口的intercept方法
原理上 使用Java的反射技術(shù)生成繼承了Proxy類的動態(tài)匿名類，只能代理實現(xiàn)了接口的類， 沒有實現(xiàn)接口的類不能實現(xiàn)動態(tài)代理。 通過ASM字節(jié)碼處理框架來轉(zhuǎn)換字節(jié)碼并生成代理類的子類，子類重寫了被代理類中所有非final的方法，在子類中采用方法攔截的技術(shù)攔截所有父類方法的調(diào)用，順勢植入橫切邏輯。大部分功能實際上是ASM所提供的，Cglib只是封裝了ASM，簡化了ASM操作，實現(xiàn)了運行期生成新的class。
缺陷 jdk動態(tài)代理，必須是面向接口，目標(biāo)業(yè)務(wù)類必須實現(xiàn)接口 對于被代理類中的final方法，無法進(jìn)行代理，因為子類中無法重寫final函數(shù)
總結(jié) jdk動態(tài)代理最終使用反射機(jī)制執(zhí)行目標(biāo)方法 cglib根據(jù)索引找到目標(biāo)方法，然后通過super.目標(biāo)方法執(zhí)行

2).Cglib的效率比Jdk動態(tài)代理效率要高原因【jdk7開始JDK動態(tài)代理更加高效】

  • Jdk動態(tài)動態(tài)代理 走回調(diào)攔截 實現(xiàn)接口接口生成帶了類 使用反射技術(shù)執(zhí)行我們的目標(biāo)方法
    a.拼接java源代碼
    b.編譯為class文件
    c.讀取去class文件到內(nèi)存中
  • Cglib動態(tài)代理 采用繼承的模式生成代理類 底層基于Asm字節(jié)碼技術(shù)實現(xiàn)生成代理類
    a.生成class文件
    b.讀取去class文件到內(nèi)存中
    c、采用fastClass索引的機(jī)制執(zhí)行我們的目標(biāo)方法

2).代理模式在Spring中的應(yīng)用

  • 如果目標(biāo)對象實現(xiàn)了接口，默認(rèn)情況下會采用JDK的動態(tài)代理實現(xiàn)AOP，但可以強(qiáng)制使用CGLIB實現(xiàn)
  • 如果目標(biāo)對象沒有實現(xiàn)了接口，必須采用CGLIB庫，spring會自動在JDK動態(tài)代理和CGLIB之間轉(zhuǎn)換
    Spring中的@Async注解使用不當(dāng)會導(dǎo)致失效，請參考：@Async失效之謎

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<<<23種常用設(shè)計模式總覽
<<<裝飾模式（Decorator Pattern）
<<<觀察者模式（Observer Pattern）
<<<單例模式（Singleton Pattern）
<<<責(zé)任鏈模式（Chain of Responsibility Pattern）
<<<策略模式（Strategy Pattern）
<<<模板方法模式（Template Pattern）
<<<外觀/門面模式（Facade Pattern）
<<<建造者模式（Builder Pattern）
<<<適配器模式（Adapter Pattern）
<<<原型模式（Prototype Pattern）
<<<工廠相關(guān)模式（Factory Pattern）

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