代理模式

在日常开发中我们可以会接手一些老的项目，有时连源码都没有，或者有时候我会需要对业务逻辑做一定增强（功能扩展，如：日志、事务等），这时候我们通常不能或者不建议直接修改源码（可能根本没有源码）。在设计模式中有一种模式叫代理模式可以很好的应对上述场景，也符合了开闭原则（对扩展开放，对修改关闭），实现代码解耦（扩展部分不污染原有业务代码）。 所谓代理模式就是当我们需要增强业务逻辑时，创建一个增强的代理类，在代理类中调用原有业务逻辑实现代码，并对其作增强。 假设一场景，我们有一个业务接口

public interface HelloService {/*** 业务：用户说一句话* @param name* @param message* @return*/String say(String name, String message);}

并且有一个对应的实现类

public class HelloServiceImpl implements HelloService {@Overridepublic String say(String name, String message) {// 使程序休眠[0, 200]毫秒，模拟代码执行过程try {Thread.sleep(new Random().nextLong() & 200);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return String.format("%s : %s", name, message);}
}

我们测试一下这个场景

    private HelloService service;@Testpublic void proxy() {// 模拟业务接口实现类实例注入service = new HelloServiceImpl();// I、业务接口调用String r = service.say("Ashe", "今天没吃早饭");// Ashe : 今天没吃早饭System.out.println(r);}

现在需求调整了，要求接口调用都必须加日志，记录接口调用行为以及执行耗时。为了实现这一需求，我们定义一个日志代理类，来代理原有业务逻辑实现

public class HelloServiceLogProxy implements HelloService {private HelloService service;public HelloServiceLogProxy(HelloService service) {this.service = service;}@Overridepublic String say(String name, String message) {// 需求一：打印调用日志System.out.printf("调用了HelloService#say(%s, %s)方法！%n", name, message);// 需求二：计算程序执行耗时long time = System.currentTimeMillis();String r = this.service.say(name, message);System.out.printf("程序执行耗时：%d毫秒！%n", System.currentTimeMillis() - time);return r;}
}

测试一下代理的效果

    private HelloService service;@Testpublic void proxy() {// II、需求微调，接口调用都必须加日志，记录接口调用的时间以及执行耗时// 如果直接在业务代码中实现日志逻辑，那么耦合就太重了，而且如果其它业务有同样需求，不利用代码复用// 设计模式中的代理模式刚好应对这个场景，实现一个日志代理来增强业务接口，这样就不用修改业务逻辑了// 模拟代理类实例注入service = new HelloServiceLogProxy(new HelloServiceImpl());// 调用了HelloService#say(Peter, 我一天都没吃饭了)方法！// 程序执行耗时：194毫秒！r = service.say("Peter", "我一天都没吃饭了");// Peter : 我一天都没吃饭了System.out.println(r);}

这就是代理模式的作用，在不修改原有业务代码的基础上对功能作增强。 有人说调用的地方不是要修改实现类，还不是要修改，实际上在企业开发中并不建议直接用new的方式在业务代码中创建类实例，比如在Spring中我们通过IoC技术实现接口与实现类解耦，即使不使用Spring，我们也会使用工厂模式或者SPI等技术实现接口与实现类的解耦。

JDK动态代理

在上述案例中（静态代理），存在一个很明显的问题，当我们的需求二在应用到其它业务接口时，案例中提供的代理类无法增强其它业务接口，没有实现代码复用。针对这一点JDK提供了动态代理机制（基于反射技术），可以实现一个代理类，但与具体某个接口无关，也就是可以应用于任意接口。 我们先来实现一个动态代理类

public class LogProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {private Object target;public LogProxyInvocationHandler(Object target) {this.target = target;}/*** 动态代理核心逻辑* @param proxy     不知道有啥用，不能使用* @param method    代理方法对象* @param args      代理方法参数* @return* @throws Throwable*/@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 需求一：打印调用日志(简化逻辑，忽略参数日志)System.out.printf("%s#%s方法！%n", target.getClass().getSimpleName(), method.getName());// 需求二：计算程序执行耗时long time = System.currentTimeMillis();Object r = method.invoke(target, args);System.out.printf("程序执行耗时：%d毫秒！%n", System.currentTimeMillis() - time);return r;}
}

实现InvocationHandler接口即可定义一个动态代理类，下面测试一下这个代理类

    private HelloService service;@Testpublic void dynamicProxy() {// III、上例看似完美，但实际上存在一个问题，如果其它业务也需要实现需求二，那么日志代理因为实现了HelloService接口，// 所以是无法直接给其它业务使用的，也就是说无法代码复用// 解决这一问题的办法是使用动态代理，代理类实现需求二，但不绑定固定接口，也就是可以和任意接口配合使用，从而实现代码复用HelloServiceImpl logic = new HelloServiceImpl();service = (HelloService) Proxy.newProxyInstance(logic.getClass().getClassLoader(),logic.getClass().getInterfaces(),new LogProxyInvocationHandler(logic));// HelloServiceImpl#say方法！// 程序执行耗时：211毫秒！String r = service.say("Peter", "我一天都没吃饭了");// Peter : 我一天都没吃饭了System.out.println(r);// 检查一个对象是否是代理对象assertTrue(Proxy.isProxyClass(service.getClass()));// class com.sun.proxy.$Proxy4System.out.println(service.getClass());}

通过Proxy.newProxyInstance()方法可以生成一个动态代理类，该方法接收三个参数，分别是：代理类的ClassLoader、代理接口（数组）、InvocationHandler实例（该实例通常会要求传入代理对象）。 通过测试代码，可以看出动态代理并不固定绑定在某一个接口上，这意味着可以代理任意接口，从而实现了代码复用。 当然上面的代码只是为了测试，实际我们并不会在业务逻辑里写这么一大段生成动态代理的代码，较好的做法是封装一个工厂类

public class JdkLogProxyFactory {public static final <T> T createProxyInstance(T t) {return (T) Proxy.newProxyInstance(t.getClass().getClassLoader(),t.getClass().getInterfaces(),new LogProxyInvocationHandler(t));}}

来隐藏创建动态代理类的细节

    private HelloService service;@Testpublic void dynamicProxy2() {// IV、上面的动态代理还需要封装一下，否则实际应用过程中写这么一大段代码并不合适// 定义一个动态代理对象生成工厂，隐藏动态代理创建过程service = JdkLogProxyFactory.createProxyInstance(new HelloServiceImpl());// HelloServiceImpl#say方法！// 程序执行耗时：193毫秒！String r = service.say("Peter", "我一天都没吃饭了");// Peter : 我一天都没吃饭了System.out.println(r);}

CGLib动态代理

日常开发中，JDK提供的动态代理技术已足够使用，我们也提倡面向接口开发，但在有些场景下我们会需要对类进行代理，而JDK只支持对接口实现动态代理，对类做代理，我们需要使用CGLib库来实现

public class CglibLogProxyFactory {public static final <T> T createProxyInstance(final T target) {// 这是一个工具类Enhancer enhancer = new Enhancer();// 设置父类（用于动态生成一个子类）enhancer.setSuperclass(target.getClass());// 设置回调函数enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {/*** 动态代理核心方法* @param o             和JDK中的一样，不知道意义但不能使用* @param method        代理方法对象* @param args          代理方法参数列表* @param methodProxy* @return* @throws Throwable*/@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {System.out.println(methodProxy);// 需求一：打印调用日志(简化逻辑，忽略参数日志)System.out.printf("%s#%s方法！%n", target.getClass().getSimpleName(), method.getName());// 需求二：计算程序执行耗时long time = System.currentTimeMillis();Object r = method.invoke(target, args);System.out.printf("程序执行耗时：%d毫秒！%n", System.currentTimeMillis() - time);return r;}});// 创建子类（代理对象）return (T) enhancer.create();}}

实际上和JDK动态代理的代码非常相像，但CGLib可以同时对接口和类进行代理（据说性能好优于JDK的实现，这点倒是可以理解，前者直接通过字节码实现，后者通过反射实现）。 下面是使用CGLib实现的动态代理对一个未继承任何接口的类进行动态代理

    @Testpublic void dynamicProxy3() {// V、以上动态代理实现是JDK提供实现，存在的问题是只能代理接口，如果要代理类，需要使用CGLib库// 实际测试中发现即使方法使用protected和默认访问权限也能成功被代理UserService service = CglibLogProxyFactory.createProxyInstance(new UserService());// UserService#create方法！// 创建一个用户：account = Peter, password = 123456// 程序执行耗时：0毫秒！Long id = service.create("Peter", "123456");// 1System.out.println(id);// CGLib的代理类不能使用Proxy.isProxyClass()方法检测// class com.zlikun.jee.j007.UserService$$EnhancerByCGLIB$$7947b053System.out.println(service.getClass());}

结语

代理模式和动态代理技术是一种非常实用的模式（技术），在很多热门框架和库中都用应到，典型的像Spring、Struts等，抛开这些不说，即使日常开发中我们程序员自己也经常会用得到，所以推荐理解和掌握。

代码仓库：

• https://github.com/zlikun-jee/effective-java
• https://gitee.com/zlikun/effective-java