1、什么是動(dòng)態(tài)代理

可能很多小伙伴首次接觸動(dòng)態(tài)代理這個(gè)名詞的時(shí)候，或者是在面試過(guò)程中被問(wèn)到動(dòng)態(tài)代理的時(shí)候，不能很好的描述出來(lái)，動(dòng)態(tài)代理到底是個(gè)什么高大上的技術(shù)。不方，其實(shí)動(dòng)態(tài)代理的使用非常廣泛，例如我們平常使用的 Spring中的 @Transactional注解，其依賴(lài)于 AOP，而 AOP的底層實(shí)現(xiàn)便是動(dòng)態(tài)代理，看到這里，是不是更有興趣去了解動(dòng)態(tài)代理了呢？

動(dòng)態(tài)代理：可以分解為"動(dòng)態(tài)"+“代理”。

• 代理："代理"一詞，在我們的生活中也是隨處可見(jiàn)的，例如房屋中介，其是對(duì)房主的一種代理，房主需要出租其房屋，但是可能沒(méi)時(shí)間去接待租客，給租客介紹房屋信息，帶領(lǐng)租客看房，但是房屋中介可以為租客提供這些服務(wù)，所以，代理其是對(duì)被代理對(duì)象的一個(gè)功能增強(qiáng)
• 動(dòng)態(tài)："動(dòng)態(tài)"通常與"靜態(tài)"相比較，"靜態(tài)"描述的是事物是固定存在的，"動(dòng)態(tài)"則描述的是事物是隨著需求而動(dòng)態(tài)生成的。

所以，靜態(tài)代理存在一定的局限性，不能很好的滿(mǎn)足需求的千變?nèi)f化，動(dòng)態(tài)代理的出現(xiàn)，就是為了解決這些局限性。

我們先來(lái)看看靜態(tài)代理。

2.、靜態(tài)代理

在開(kāi)發(fā)中，通常需要為方法添加日志打印，能夠記錄程序的執(zhí)行過(guò)程，以便后續(xù)出現(xiàn)異常問(wèn)題的時(shí)候，能更好的排查定位。

假設(shè)我們現(xiàn)在已經(jīng)完成了系統(tǒng)用戶(hù)的增加、刪除、修改等功能，這些功能在類(lèi) UserServiceImpl中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

代碼示例：

public class UserServiceImpl {
    public void add() {
        System.out.println("添加用戶(hù)");
    }
    
    public void update() {
        System.out.println("修改用戶(hù)");
    }

    public void delete() {
        System.out.println("刪除用戶(hù)");
    }
}

現(xiàn)在，我們需要在UserServiceImpl類(lèi)中的方法添加日志功能，那么怎么才能更好地去實(shí)現(xiàn)這個(gè)需求呢？

1）直接在目標(biāo)方法前后添加日志代碼

代碼示例：

public class UserServiceImpl {
    public void add() {
        System.out.println("====== add方法開(kāi)始 ======");
        System.out.println("添加用戶(hù)");
        System.out.println("====== add方法結(jié)束 ======");
    }
?
    public void update() {
        System.out.println("====== update方法開(kāi)始 ======");
        System.out.println("修改用戶(hù)");
        System.out.println("====== update方法結(jié)束 ======");
    }
?
    public void delete() {
        System.out.println("====== delete方法開(kāi)始 ======");
        System.out.println("刪除用戶(hù)");
        System.out.println("====== delete方法結(jié)束 ======");
    }
}

觀察上述代碼，這種方式的缺點(diǎn)在于：

2）靜態(tài)代理方式實(shí)現(xiàn)

靜態(tài)代理需要我們將目標(biāo)類(lèi)的方法抽取到接口中，代理類(lèi)和目標(biāo)類(lèi)實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口，既然要實(shí)現(xiàn)代理，代理類(lèi)自然需要在其內(nèi)部維護(hù)目標(biāo)對(duì)象的引用，并通過(guò)構(gòu)造函數(shù)為其賦值，然后在代理類(lèi)的方法中調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的同名方法，并在調(diào)用前后完成功能的增強(qiáng)。

實(shí)現(xiàn)步驟：

• 抽取UserService接口
• 創(chuàng)建目標(biāo)類(lèi)UserServiceImpl實(shí)現(xiàn)UserService接口
• 創(chuàng)建代理類(lèi)UserServiceProxy實(shí)現(xiàn)UserService接口
• 代理類(lèi)中完成功能的增強(qiáng)

代碼實(shí)現(xiàn)：

// 目標(biāo)接口
public interface UserService {
    void add();

    void update();

    void delete();
}
// 目標(biāo)類(lèi)
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("添加用戶(hù)");
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println("修改用戶(hù)");
    }

    @Override
    public void delete() {
        System.out.println("刪除用戶(hù)");
    }
}
// 代理類(lèi)
public class UserServiceProxy implements UserService {

    private UserService userService;

    public UserServiceProxy(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    @Override
    public void add() {
        System.out.println("====== add方法開(kāi)始 ======");
        userService.add();
        System.out.println("====== add方法結(jié)束 ======");
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println("====== update方法開(kāi)始 ======");
        userService.update();
        System.out.println("====== update方法結(jié)束 ======");
    }

    @Override
    public void delete() {
        System.out.println("====== delete方法開(kāi)始 ======");
        userService.delete();
        System.out.println("====== delete方法結(jié)束 ======");
    }
}

觀察上述代碼，靜態(tài)代理遵循開(kāi)閉原則，在不修改目標(biāo)類(lèi)的前提下，完成了功能的增強(qiáng)，但是依然存在大量重復(fù)的代碼，且一個(gè)代理類(lèi)只能代理一個(gè)目標(biāo)類(lèi)，如果有n個(gè)目標(biāo)類(lèi)需要被代理，就需要同比增加n個(gè)代理類(lèi)。

那么，有沒(méi)有辦法可以使得我們不需要去定義這么多的代理類(lèi)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)類(lèi)功能的增強(qiáng)？答案是有的：動(dòng)態(tài)代理。

3、JDK動(dòng)態(tài)代理

前面，我們提到靜態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)方式：代理類(lèi)和目標(biāo)類(lèi)都實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口，在代理類(lèi)中維護(hù)目標(biāo)類(lèi)對(duì)象，并完成對(duì)目標(biāo)類(lèi)對(duì)象方法的增強(qiáng)，這種方式雖然遵循開(kāi)閉原則，但是代理類(lèi)和目標(biāo)類(lèi)至少是"一對(duì)一"的綁定關(guān)系，如果需要被代理的目標(biāo)類(lèi)個(gè)數(shù)越多，代理類(lèi)就會(huì)越多，會(huì)產(chǎn)生大量重復(fù)的代碼，也不利于后期的維護(hù)。

從靜態(tài)代理中，我們知道代理類(lèi)也是接口的一個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)，代理對(duì)象的類(lèi)型也是屬于接口類(lèi)型，我們來(lái)驗(yàn)證一下。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        UserServiceProxy userServiceProxy = new UserServiceProxy(new UserServiceImpl());
        System.out.println(userServiceProxy instanceof UserService);
    }
}
// 打印結(jié)果：true

那么，能不能動(dòng)態(tài)生成這些代理對(duì)象呢？我們知道類(lèi)是構(gòu)造對(duì)象的模板，代理類(lèi)都還不存在，怎么去構(gòu)造代理對(duì)象呢？

除了不存在代理類(lèi)，還剩下 UserService接口和 UserServiceImpl目標(biāo)類(lèi)，JDK動(dòng)態(tài)代理的目的就是通過(guò)接口來(lái)生成代理類(lèi)以及代理類(lèi)的對(duì)象，我們知道接口是不能直接通過(guò)new關(guān)鍵字創(chuàng)建對(duì)象的。

那么JDK動(dòng)態(tài)代理是怎么創(chuàng)建出代理類(lèi)以及代理類(lèi)對(duì)象的呢？

我們先來(lái)看看通過(guò) new關(guān)鍵字創(chuàng)建對(duì)象的過(guò)程。

UserServiceImpl userService = new UserServiceImpl();
/*
創(chuàng)建對(duì)象的過(guò)程：
    1.執(zhí)行new指令，如果類(lèi)未加載，先執(zhí)行類(lèi)加載過(guò)程。
        1.加載：JVM通過(guò)ClassLoader將UserServiceImpl.class文件加載到方法區(qū)（Method Area），在堆內(nèi)存中創(chuàng)建代表該類(lèi)的Class對(duì)象。
        2.驗(yàn)證
        3.準(zhǔn)備：為靜態(tài)變量分配內(nèi)存并設(shè)置類(lèi)型初始值。
        4.解析
        5.初始化：為靜態(tài)變量賦值、執(zhí)行靜態(tài)代碼塊
    2.為對(duì)象分配內(nèi)存，將對(duì)象的實(shí)例字段初始化類(lèi)型零值。
    3.執(zhí)行構(gòu)造方法，對(duì)對(duì)象進(jìn)行初始化
*/

追蹤上述過(guò)程，我們得知?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象，需要先得到該類(lèi)的Class對(duì)象，通過(guò)Class對(duì)象去創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，我們不妨來(lái)看看通過(guò)反射的方式創(chuàng)建對(duì)象的過(guò)程。

public class Test {
    @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        // 獲取Class對(duì)象
        Class<UserServiceImpl> userServiceClass = UserServiceImpl.class;
        // 獲取構(gòu)造器
        Constructor<?>[] constructors = userServiceClass.getConstructors();
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            // 通過(guò)構(gòu)造器創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象
            System.out.println(constructor.newInstance());
        }
    }
}

現(xiàn)在，問(wèn)題回歸到接口不能直接new，也沒(méi)有構(gòu)造方法，并且不存在代理類(lèi)的class文件，怎么獲得Class對(duì)象了。

動(dòng)態(tài)代理關(guān)鍵類(lèi)

我們先來(lái)看看JDK動(dòng)態(tài)代理的實(shí)戰(zhàn)代碼：

• 需要自定義個(gè) CustomInvocationHandler實(shí)現(xiàn) InvocationHandler接口。
• 利用 Proxy.newProxyInstance構(gòu)建實(shí)例對(duì)象。

// UserService接口
public interface UserService {
    void add();

    void update();

    void delete();
}

// 目標(biāo)類(lèi)
public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void add() {
        System.out.println("添加用戶(hù)");
    }

    @Override
    public void update() {
        System.out.println("修改用戶(hù)");
    }

    @Override
    public void delete() {
        System.out.println("刪除用戶(hù)");
    }
}

// CustomInvocationHandler
public class CustomInvocationHandler implements InvocationHandler {

    // 目標(biāo)對(duì)象
    private Object target;

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

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("====== 方法開(kāi)始 ======");
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("====== 方法結(jié)束 ======");
        return result;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        UserServiceImpl userService = new UserServiceImpl();
        // 關(guān)鍵代碼
        UserService service = (UserService) Proxy.newProxyInstance(UserServiceImpl.class.getClassLoader(), UserServiceImpl.class.getInterfaces(), new CustomInvocationHandler(userService));
        service.add();
    }
}

從測(cè)試代碼可以看出，Proxy類(lèi)是關(guān)鍵。我們來(lái)看看Proxy為我們提供的方法：

Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces)雖然被標(biāo)注為過(guò)時(shí)方法，但是從名字上可以得知，其目的是為了獲得代理類(lèi)的Class對(duì)象。話不多說(shuō)，我們來(lái)調(diào)用一下。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(UserServiceImpl.class.getClassLoader(), UserServiceImpl.class.getInterfaces());
        System.out.println(proxyClass.getName());
        for (Method method : proxyClass.getDeclaredMethods()) {
            System.out.println(method.getDeclaringClass() + "." + method.getName() + "()");
        }
        System.out.println(Arrays.toString(proxyClass.getConstructors()));
    }
}

可以看到：

• 獲得的Class對(duì)象的名稱(chēng)為 $Proxy0。
• 定義了我們需要的 add();update();delete()方法。
• 定義了一個(gè)有參構(gòu)造方法 $Proxy0(InvocationHandler handler)。

雖然沒(méi)有無(wú)參構(gòu)造方法，我們還是得嘗試一下調(diào)用一下這個(gè)有參的構(gòu)造方法，需要我們傳入一個(gè) java.lang.reflect.InvocationHandler對(duì)象

public class Test {
    @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        System.getProperties().put("jdk.proxy.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");
        Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(UserServiceImpl.class.getClassLoader(), UserServiceImpl.class.getInterfaces());
        // 獲取$Proxy0(InvocationHandler handler)構(gòu)造方法
        Constructor<?> constructor = proxyClass.getConstructor(InvocationHandler.class);
        UserService userService = (UserService) constructor.newInstance(new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                System.out.println(proxy.getClass());
                System.out.println(method.getDeclaringClass() + "." + method.getName() + "()");
                return null;
            }
        });
        userService.add();
    }
}

看的出來(lái)，**當(dāng)我們獲得代理對(duì)象之后，通過(guò)代理對(duì)象來(lái)調(diào)用接口方法，都會(huì)回調(diào)構(gòu)造時(shí)傳進(jìn)來(lái)的 InvocationHandler對(duì)象的 invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法，**該方法有3個(gè)參數(shù)：

• Object proxy：代表的是代理對(duì)象本身。
• Method method：代表的是被調(diào)用的方法的Method對(duì)象。
• Object[] args：代表的是被調(diào)用方法的參數(shù)。

可以猜測(cè)，JDK動(dòng)態(tài)代理生成的代理類(lèi)中，維護(hù)了InvocationHandler類(lèi)的對(duì)象變量，并且在實(shí)現(xiàn)接口方法時(shí)，通過(guò)InvocationHandler對(duì)象調(diào)用了 invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)方法。

System.getProperties().put("jdk.proxy.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles", "true");

不知道大家沒(méi)有看到這行代碼哈，當(dāng)添加了這行代碼之后，可以將在項(xiàng)目目錄下保存動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的class文件， com/sun/proxy/$Proxy0.class。

可以看到生成的代理類(lèi) $Proxy0繼承自 Proxy類(lèi)，并實(shí)現(xiàn)了 UserService接口，并且在 add()方法中通過(guò)其父類(lèi) Proxy中維護(hù)的 InvocationHandler對(duì)象調(diào)用 invoke()方法，這也就成功的解釋了前面調(diào)用 userService.add()方法，會(huì)回調(diào)到invoke()方法。

這時(shí)候我們?cè)侔汛a改造一下，如下：

public class CustomInvocationHandler implements InvocationHandler {

    // 目標(biāo)對(duì)象
    private Object target;

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

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("====== 方法開(kāi)始 ======");
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("====== 方法結(jié)束 ======");
        return result;
    }
}

public class Test {
    @SneakyThrows
    public static void main(String[] args) {
        UserServiceImpl target = new UserServiceImpl();
        Class<?> proxyClass = Proxy.getProxyClass(UserServiceImpl.class.getClassLoader(), UserServiceImpl.class.getInterfaces());
        Constructor<?> constructor = proxyClass.getConstructor(InvocationHandler.class);
        UserService userService = (UserService) constructor.newInstance(new CustomInvocationHandler(target));
        userService.add();
    }
}

這樣就完成了對(duì)目標(biāo)對(duì)象功能的增強(qiáng)，前面我們提到過(guò) Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces)

已經(jīng)被標(biāo)注為過(guò)時(shí)，推薦我們使用 Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)方法。

動(dòng)態(tài)代理設(shè)計(jì)思想

好的，到這里，我們來(lái)總結(jié)一下JDK動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)思想：

使用 JDK動(dòng)態(tài)代理，使得我們免去編寫(xiě)代理類(lèi)，只需要將增強(qiáng)功能編寫(xiě)在 InvocationHandler的 invoke方法中。

4、CGLib動(dòng)態(tài)代理

CGLib代理的目標(biāo)對(duì)象不需要事先任何接口，它是通過(guò)動(dòng)態(tài)集成目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理的。CGLib代理執(zhí)行代理方法的效率之所以比JDK高，是因?yàn)镃GLib采用了FastClass機(jī)制：為代理類(lèi)和被代理類(lèi)各生成一個(gè)類(lèi)，這個(gè)類(lèi)會(huì)為代理類(lèi)或被代理類(lèi)的方法分配一個(gè)index（int類(lèi)型）;這個(gè)index當(dāng)作一個(gè)入?yún)?，F(xiàn)astClass 就可以直接定位要調(diào)用的方法并直接進(jìn)行調(diào)用，省去了反射調(diào)用，所以調(diào)用效率比JDK代理通過(guò)反射調(diào)用高。FastClass并不是跟代理類(lèi)一起生成的，而是在第一次執(zhí)行MethodProxy的invoke()或invokeSuper()方法時(shí)產(chǎn)生并放在緩存中的。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-830977.html

5、CGLib和JDK動(dòng)態(tài)代理對(duì)比

• JDK動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)了被代理對(duì)象的接口，CGLib代理繼承了被代理對(duì)象。
• JDK動(dòng)態(tài)代理和CGLib代理在運(yùn)行期生成字節(jié)碼，JDK動(dòng)態(tài)代理直接寫(xiě)Class字節(jié)碼，CGLib代理使用ASM框架（字節(jié)碼操控框架）寫(xiě)Class字節(jié)碼，CGLib代理實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜，生成代理類(lèi)比JDK動(dòng)態(tài)代理效率低。
• JDK動(dòng)態(tài)代理調(diào)用代理方法是通過(guò)反射機(jī)制調(diào)用的，CGLib代理是通過(guò)FastClass機(jī)制直接調(diào)用方法的，CGLib代理的執(zhí)行效率更高

6、Spring中的代理選擇原則

• 當(dāng)Bean有實(shí)現(xiàn)接口時(shí)，Spring就會(huì)用JDK動(dòng)態(tài)代理
• 當(dāng)Bean沒(méi)有實(shí)現(xiàn)接口時(shí)，Spring會(huì)選擇CGLib代理
• Spring可以通過(guò)配置強(qiáng)制使用CGLib代理，只需要在配置中加入<aop:aspectj-autoproxy roxy-target-clas=“true”>

到了這里，關(guān)于設(shè)計(jì)模式二：代理模式的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！