Java中靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理有哪四種方法實(shí)現(xiàn)
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面試問(wèn)題：Java里的代理設(shè)計(jì)模式（Proxy Design Pattern）一共有幾種實(shí)現(xiàn)方式？這個(gè)題目很像孔乙己?jiǎn)枴败钕愣沟能钭钟心膸追N寫(xiě)法？”
所謂代理模式，是指客戶端(Client)并不直接調(diào)用實(shí)際的對(duì)象(下圖右下角的RealSubject)，而是通過(guò)調(diào)用代理(Proxy)，來(lái)間接的調(diào)用實(shí)際的對(duì)象。
代理模式的使用場(chǎng)合，一般是由于客戶端不想直接訪問(wèn)實(shí)際對(duì)象，或者訪問(wèn)實(shí)際的對(duì)象存在技術(shù)上的障礙，因而通過(guò)代理對(duì)象作為橋梁，來(lái)完成間接訪問(wèn)。
實(shí)現(xiàn)方式一：靜態(tài)代理
開(kāi)發(fā)一個(gè)接口IDeveloper，該接口包含一個(gè)方法writeCode，寫(xiě)代碼。
public interface IDeveloper {
public void writeCode();
}創(chuàng)建一個(gè)Developer類(lèi)，實(shí)現(xiàn)該接口。
public class Developer implements IDeveloper{
private String name;
public Developer(String name){
this.name = name;
}
@Override
public void writeCode() {
System.out.println("Developer " + name + " writes code");
}
}測(cè)試代碼：創(chuàng)建一個(gè)Developer實(shí)例，名叫Jerry，去寫(xiě)代碼！
public class DeveloperTest {
public static void main(String[] args) {
IDeveloper jerry = new Developer("Jerry");
jerry.writeCode();
}
}現(xiàn)在問(wèn)題來(lái)了。Jerry的項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)Jerry光寫(xiě)代碼，而不維護(hù)任何的文檔很不滿。假設(shè)哪天Jerry休假去了，其他的程序員來(lái)接替Jerry的工作，對(duì)著陌生的代碼一臉問(wèn)號(hào)。經(jīng)全組討論決定，每個(gè)開(kāi)發(fā)人員寫(xiě)代碼時(shí)，必須同步更新文檔。
為了強(qiáng)迫每個(gè)程序員在開(kāi)發(fā)時(shí)記著寫(xiě)文檔，而又不影響大家寫(xiě)代碼這個(gè)動(dòng)作本身, 我們不修改原來(lái)的Developer類(lèi)，而是創(chuàng)建了一個(gè)新的類(lèi)，同樣實(shí)現(xiàn)IDeveloper接口。這個(gè)新類(lèi)DeveloperProxy內(nèi)部維護(hù)了一個(gè)成員變量，指向原始的IDeveloper實(shí)例：
public class DeveloperProxy implements IDeveloper{
private IDeveloper developer;
public DeveloperProxy(IDeveloper developer){
this.developer = developer;
}
@Override
public void writeCode() {
System.out.println("Write documentation...");
this.developer.writeCode();
}
}這個(gè)代理類(lèi)實(shí)現(xiàn)的writeCode方法里，在調(diào)用實(shí)際程序員writeCode方法之前，加上一個(gè)寫(xiě)文檔的調(diào)用，這樣就確保了程序員寫(xiě)代碼時(shí)都伴隨著文檔更新。
測(cè)試代碼：
靜態(tài)代理方式的優(yōu)點(diǎn)
1. 易于理解和實(shí)現(xiàn)
2. 代理類(lèi)和真實(shí)類(lèi)的關(guān)系是編譯期靜態(tài)決定的，和下文馬上要介紹的動(dòng)態(tài)代理比較起來(lái)，執(zhí)行時(shí)沒(méi)有任何額外開(kāi)銷(xiāo)。
靜態(tài)代理方式的缺點(diǎn)
每一個(gè)真實(shí)類(lèi)都需要一個(gè)創(chuàng)建新的代理類(lèi)。還是以上述文檔更新為例，假設(shè)老板對(duì)測(cè)試工程師也提出了新的要求，讓測(cè)試工程師每次測(cè)出bug時(shí)，也要及時(shí)更新對(duì)應(yīng)的測(cè)試文檔。那么采用靜態(tài)代理的方式，測(cè)試工程師的實(shí)現(xiàn)類(lèi)ITester也得創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的ITesterProxy類(lèi)。
public interface ITester {
public void doTesting();
}
Original tester implementation class:
public class Tester implements ITester {
private String name;
public Tester(String name){
this.name = name;
}
@Override
public void doTesting() {
System.out.println("Tester " + name + " is testing code");
}
}
public class TesterProxy implements ITester{
private ITester tester;
public TesterProxy(ITester tester){
this.tester = tester;
}
@Override
public void doTesting() {
System.out.println("Tester is preparing test documentation...");
tester.doTesting();
}
}正是因?yàn)橛辛遂o態(tài)代碼方式的這個(gè)缺點(diǎn)，才誕生了Java的動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)方式。
Java動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)方式一：InvocationHandler
InvocationHandler的原理我曾經(jīng)專門(mén)寫(xiě)文章介紹過(guò)：Java動(dòng)態(tài)代理之InvocationHandler最簡(jiǎn)單的入門(mén)教程
通過(guò)InvocationHandler, 我可以用一個(gè)EnginnerProxy代理類(lèi)來(lái)同時(shí)代理Developer和Tester的行為。
public class EnginnerProxy implements InvocationHandler {
Object obj;
public Object bind(Object obj)
{
this.obj = obj;
return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj
.getClass().getInterfaces(), this);
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable
{
System.out.println("Enginner writes document");
Object res = method.invoke(obj, args);
return res;
}
}真實(shí)類(lèi)的writeCode和doTesting方法在動(dòng)態(tài)代理類(lèi)里通過(guò)反射的方式進(jìn)行執(zhí)行。
測(cè)試輸出：
通過(guò)InvocationHandler實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理的局限性
假設(shè)有個(gè)產(chǎn)品經(jīng)理類(lèi)(ProductOwner) 沒(méi)有實(shí)現(xiàn)任何接口。
public class ProductOwner {
private String name;
public ProductOwner(String name){
this.name = name;
}
public void defineBackLog(){
System.out.println("PO: " + name + " defines Backlog.");
}
}我們?nèi)匀徊扇nginnerProxy代理類(lèi)去代理它，編譯時(shí)不會(huì)出錯(cuò)。運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生什么事？
ProductOwner po = new ProductOwner("Ross");
ProductOwner poProxy = (ProductOwner) new EnginnerProxy().bind(po);
poProxy.defineBackLog();運(yùn)行時(shí)報(bào)錯(cuò)。所以局限性就是：如果被代理的類(lèi)未實(shí)現(xiàn)任何接口，那么不能采用通過(guò)InvocationHandler動(dòng)態(tài)代理的方式去代理它的行為。
Java動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)方式二：CGLIB
CGLIB是一個(gè)Java字節(jié)碼生成庫(kù)，提供了易用的API對(duì)Java字節(jié)碼進(jìn)行創(chuàng)建和修改。關(guān)于這個(gè)開(kāi)源庫(kù)的更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)移步至CGLIB在github上的倉(cāng)庫(kù)：https://github.com/cglib/cglib
我們現(xiàn)在嘗試用CGLIB來(lái)代理之前采用InvocationHandler沒(méi)有成功代理的ProductOwner類(lèi)(該類(lèi)未實(shí)現(xiàn)任何接口)。
現(xiàn)在我改為使用CGLIB API來(lái)創(chuàng)建代理類(lèi)：
public class EnginnerCGLibProxy {
Object obj;
public Object bind(final Object target)
{
this.obj = target;
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(obj.getClass());
enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
MethodProxy proxy) throws Throwable
{
System.out.println("Enginner 2 writes document");
Object res = method.invoke(target, args);
return res;
}
}
);
return enhancer.create();
}
}測(cè)試代碼：
ProductOwner ross = new ProductOwner("Ross");
ProductOwner rossProxy = (ProductOwner) new EnginnerCGLibProxy().bind(ross);
rossProxy.defineBackLog();盡管ProductOwner未實(shí)現(xiàn)任何代碼，但它也成功被代理了：
用CGLIB實(shí)現(xiàn)Java動(dòng)態(tài)代理的局限性
如果我們了解了CGLIB創(chuàng)建代理類(lèi)的原理，那么其局限性也就一目了然。我們現(xiàn)在做個(gè)實(shí)驗(yàn)，將ProductOwner類(lèi)加上final修飾符，使其不可被繼承：
再次執(zhí)行測(cè)試代碼，這次就報(bào)錯(cuò)了： Cannot subclass final class XXXX。
所以通過(guò)CGLIB成功創(chuàng)建的動(dòng)態(tài)代理，實(shí)際是被代理類(lèi)的一個(gè)子類(lèi)。那么如果被代理類(lèi)被標(biāo)記成final，也就無(wú)法通過(guò)CGLIB去創(chuàng)建動(dòng)態(tài)代理。
Java動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)方式三：通過(guò)編譯期提供的API動(dòng)態(tài)創(chuàng)建代理類(lèi)
假設(shè)我們確實(shí)需要給一個(gè)既是final，又未實(shí)現(xiàn)任何接口的ProductOwner類(lèi)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)代碼。除了InvocationHandler和CGLIB外，我們還有最后一招：
我直接把一個(gè)代理類(lèi)的源代碼用字符串拼出來(lái)，然后基于這個(gè)字符串調(diào)用JDK的Compiler（編譯期）API，動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建一個(gè)新的.java文件，然后動(dòng)態(tài)編譯這個(gè).java文件，這樣也能得到一個(gè)新的代理類(lèi)。
測(cè)試成功：
我拼好了代碼類(lèi)的源代碼，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建了代理類(lèi)的.java文件，能夠在Eclipse里打開(kāi)這個(gè)用代碼創(chuàng)建的.java文件，
下圖是如何動(dòng)態(tài)創(chuàng)建ProductPwnerSCProxy.java文件:
下圖是如何用JavaCompiler API動(dòng)態(tài)編譯前一步動(dòng)態(tài)創(chuàng)建出的.java文件，生成.class文件：
下圖是如何用類(lèi)加載器加載編譯好的.class文件到內(nèi)存：
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