JDK动态代理(AOP)

代理模式

代理模式是指,为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在某些情况下,一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象,而代理对象可以在客户类和目标对象之间起到中介的作用。

换句话说,使用代理对象,是为了在不修改目标对象的基础上,增强主业务逻辑。

客户类真正的想要访问的对象是目标对象,但客户类真正可以访问的对象是代理对象。客户类对目标对象的访问是通过访问代理对象来实现的。当然,代理类与目标类要实现同一个接口。

例如: 有 A,B,C 三个类, A 原来可以调用 C 类的方法, 现在因为某种原因 C 类不允许A 类调用其方法,但 B 类可以调用 C 类的方法。A 类通过 B 类调用 C 类的方法。这里 B 是 C的代理。 A 通过代理 B 访问 C.

原来的访问关系:

image.png

通过代理的访问关系:

image.png

Window 系统的快捷方式也是一种代理模式。快捷方式代理的是真实的程序,双击快捷方式是启动它代表的程序。

代理模式作用

A、控制访问
B、 增强功能

代理模式分类

可以将代理分为两类:静态代理与动态代理

代理的实现方式

静态代理和动态代理

需求

需求:用户需要购买 u 盘,u 盘厂家不单独接待零散购买,厂家规定一次最少购买 1000个以上,用户可以通过淘宝的代理商,或者微商哪里进行购买。

淘宝上的商品,微商都是 u 盘工厂的代理商, 他们代理对 u 盘的销售业务。

用户购买-------代理商(淘宝,微商)----- u 厂家(金士顿,闪迪等不同的厂家)

设计这个业务需要的类:

  1. 商家和厂家都是提供 sell 购买 u 盘的方法。定义购买 u 盘的接口 UsbSell
  2. 金士顿(King)对购买 1 千以上的价格是 85, 3 千以上是 80, 5 千以上是 75。 单个 120元。定义 UsbKingFactory 类,实现 UsbSell
  3. 闪迪(San)对购买 1 千以上的价格是 82, 3 千以上是 78, 5 千以上是 72。 单个 120 元。定义 UsbSanFactory 类,实现 UsbSell
  4. 定义淘宝的代理商 TaoBao ,实现 UsbSell
  5. 定义微商的代理商 WeiShang, 实现 UsbSell
  6. 定义测试类,测试通过淘宝, 微商购买 u 盘

静态代理

静态代理是指,代理类在程序运行前就已经定义好.java 源文件,其与目标类的关系在程序运行前就已经确立。在程序运行前代理类已经编译为.class 文件。

静态代理

在 idea 中创建 java 工程,
工程名称:ch01-staticproxy

(1) 定义业务接口
定义业务接口 UsbSell(目标接口),其中含有抽象方法 sell(int amount), sell 是目标方法。

image.png

(2) 定义接口实现类
目标类 UsbKingFactory(金士顿 u 盘),该类实现了业务接口。

image.png

(3) 代理商 TaoBao
TaoBao 就是一个代理类, 代理厂家销售 u 盘

image.png

(4) 代理商 WeiShang
WeiShang 就是一个代理类, 代理厂家销售 u 盘

image.png

(5) 客户端调用者,购买商品类

image.png

使用代理的访问关系图:

image.png

静态代理的缺点

(1) 代码复杂,难于管理
代理类和目标类实现了相同的接口,每个代理都需要实现目标类的方法,这样就出现了大量的代码重复。如果接口增加一个方法,除了所有目标类需要实现这个方法外,所有代理类也需要实现此方法。增加了代码维护的复杂度。

(2) 代理类依赖目标类,代理类过多
代理类只服务于一种类型的目标类,如果要服务多个类型。势必要为每一种目标类都进行代理,静态代理在程序规模稍大时就无法胜任了,代理类数量过多。

动态代理

动态代理是指代理类对象在程序运行时由 JVM 根据反射机制动态生成的。动态代理不需要定义代理类的.java 源文件。

动态代理其实就是 jdk 运行期间,动态创建 class 字节码并加载到 JVM。

动态代理的实现方式常用的有两种:使用 JDK 动态代理,与通过 CGLIB 动态代理。

jdk 的动态代理

jdk 动态代理是基于 Java 的反射机制实现的。使用 jdk 中接口和类实现代理对象的动态创建。

Jdk 的动态要求目标对象必须实现接口,这是 java 设计上的要求。

从 jdk1.3 以来,java 语言通过 java.lang.reflect 包提供三个类支持代理模式 Proxy, Method和 InovcationHandler。

(1) InvocationHandler 接口
InvocationHandler 接口叫做调用处理器,负责完调用目标方法,并增强功能。

通 过 代 理 对 象 执 行 目 标 接 口 中 的 方 法 , 会 把 方 法 的 调 用 分 派 给 调 用 处 理 器(InvocationHandler)的实现类,执行实现类中的 invoke()方法,我们需要把功能代理写在 invoke()方法中 。

image.png

接口中只有一个方法:

image.png

在 invoke 方法中可以截取对目标方法的调用。在这里进行功能增强。Java 的动态代理是建立在反射机制之上的。

实现了 InvocationHandler 接口的类用于加强目标类的主业务逻辑。这个接口中有一个方法 invoke(),具体加强的代码逻辑就是定义在该方法中的。通过代理对象执行接口中的方法时,会自动调用 invoke()方法。

invoke()方法的介绍如下:

public Object invoke ( Object proxy, Method method, Object[] args)
proxy:代表生成的代理对象
method:代表目标方法
args:代表目标方法的参数

第一个参数 proxy 是 jdk 在运行时赋值的,在方法中直接使用,第二个参数后面介绍,
第三个参数是方法执行的参数, 这三个参数都是 jdk 运行时赋值的,无需程序员给出。

(2) Method 类
invoke()方法的第二个参数为 Method 类对象,该类有一个方法也叫 invoke(),可以调用目标方法。这两个 invoke()方法,虽然同名,但无关。

public Object invoke ( Object obj, Object... args)
obj:表示目标对象
args:表示目标方法参数,就是其上一层 invoke 方法的第三个参数

该方法的作用是:调用执行 obj 对象所属类的方法,这个方法由其调用者 Method 对象确定。

在代码中,一般的写法为
method.invoke(target, args);

其中,method 为上一层 invoke 方法的第二个参数。这样,即可调用了目标类的目标方法。

(3) Proxy 类
通 过 JDK 的 java.lang.reflect.Proxy 类 实 现 动 态 代 理 , 会 使 用 其 静 态 方 法newProxyInstance(),依据目标对象、业务接口及调用处理器三者,自动生成一个动态代理对象。

public static newProxyInstance ( ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler handler)

loader:目标类的类加载器,通过目标对象的反射可获取
interfaces:目标类实现的接口数组,通过目标对象的反射可获取
handler:调用处理器。

jdk 动态代理实现

jdk 动态代理是代理模式的一种实现方式,其只能代理接口。

实现步骤
1、新建一个接口,作为目标接口
2、为接口创建一个实现类,是目标类
3、创建类实现 java.lang.reflect.InvocationHandler 接口,调用目标方法并增加其他功能代码
4、创建动态代理对象,使用 Proxy.newProxyInstance()方法,并把返回值强制转为接口类型。

idea 创建 java project
工程名称:ch02-dynamicproxy

(1) 定义目标接口

image.png

(2) 定义目标接口实现类

image.png

(3) 定义调用处理程序
调用处理程序是实现了 InvocationHandler 的类,在 invoke 方法中增加业务功能。还需要创
建有参构造,参数是目标对象。为的是完成对目标对象的方法调用。

image.png

(4) 创建动态代理对象

image.png

执行流程:

image.png

类图:

image.png

cgLib 代理

CGLIB(Code Generation Library)是一个开源项目。是一个强大的,高性能,高质量的 Code 生成类库,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。

使用 JDK 的 Proxy 实现代理,要求目标类与代理类实现相同的接口。若目标类不存在接口,则无法使用该方式实现。

但对于无接口的类,要为其创建动态代理,就要使用 CGLIB 来实现。CGLIB 代理的生成原理是生成目标类的子类,而子类是增强过的,这个子类对象就是代理对象。所以,使用CGLIB 生成动态代理,要求目标类必须能够被继承,即不能是 final 的类。

cglib 经常被应用在框架中,例如 Spring ,Hibernate 等。Cglib 的代理效率高于 Jdk。对于 cglib 一般的开发中并不使用。做了一个了解就可以。

总结

动态代理(理解): 基于反射机制。

  1. 什么是动态代理 ?
    使用jdk的反射机制,创建对象的能力, 创建的是代理类的对象。 而不用你创建类文件。不用写java文件。

动态:在程序执行时,调用jdk提供的方法才能创建代理类的对象。

jdk动态代理,必须有接口,目标类必须实现接口, 没有接口时,需要使用cglib动态代理

  1. 知道动态代理能做什么 ?
    可以在不改变原来目标方法功能的前提下, 可以在代理中增强自己的功能代码。

程序开发中的意思。
比如:你所在的项目中,有一个功能是其他人(公司的其它部门,其它小组的人)写好的,你可以使用。
GoNong.class , GoNong gn = new GoNong(), gn.print();

你发现这个功能,现在还缺点, 不能完全满足我项目的需要。 我需要在gn.print()执行后,需要自己在增加代码。

用代理实现 gn.print()调用时, 增加自己代码, 而不用去改原来的 GoNong文件。


1.代理
代购, 中介,换ip,商家等等

比如有一家美国的大学, 可以对全世界招生。 留学中介(代理)

留学中介(代理): 帮助这家美国的学校招生, 中介是学校的代理, 中介是代替学校完成招生功能。

代理特点:
1) 中介和代理他们要做的事情是一致的: 招生。
2)中介是学校代理, 学校是目标。
3)家长---中介(学校介绍,办入学手续)----美国学校。
4) 中介是代理,不能白干活,需要收取费用。
5) 代理不让你访问到目标。

为什么要找中介 ?
1) 中介是专业的, 方便
2) 家长现在不能自己去找学校。 家长没有能力访问学校。 或者美国学校不接收个人来访。

买东西都是商家卖, 商家是某个商品的代理, 你个人买东西, 肯定不会让你接触到厂家的。

  1. 在开发中也会有这样的情况, 你有a类, 本来是调用c类的方法, 完成某个功能。 但是c不让a调用。

a -----不能调用 c的方法。
在a 和 c 直接 创建一个 b 代理, c让b访问。
a --访问b---访问c

实际的例子: 登录,注册有验证码, 验证码是手机短信。

中国移动, 联通能发短信。

中国移动, 联通能有子公司,或者关联公司,他们面向社会提供短信的发送功能

张三项目发送短信----子公司,或者关联公司-----中国移动, 联通

3.使用代理模式的作用
1).功能增强: 在你原有的功能上,增加了额外的功能。 新增加的功能,叫做功能增强。
2)控制访问: 代理类不让你访问目标,例如商家不让用户访问厂家。

4.实现代理的方式
1)静态代理 :
a) 代理类是自己手工实现的,自己创建一个java类,表示代理类。
b)同时你所要代理的目标类是确定的。

特点:
1)实现简单
2)容易理解。

缺点:
当你的项目中,目标类和代理类很多时候,有以下的缺点:
1)当目标类增加了, 代理类可能也需要成倍的增加。 代理类数量过多。
2) 当你的接口中功能增加了, 或者修改了,会影响众多的实现类,厂家类,代理类都需要修改。影响比较多。

模拟一个用户购买u盘的行为。
用户是客户端类
商家:代理,代理某个品牌的u盘。
厂家:目标类。

三者的关系: 用户(客户端)---商家(代理)---厂家(目标)

商家和厂家都是卖u盘的,他们完成的功能是一致的,都是卖u盘。

实现步骤:
1). 创建一个接口,定义卖u盘的方法, 表示你的厂家和商家做的事情。
2). 创建厂家类,实现1步骤的接口
3). 创建商家,就是代理,也需要实现1步骤中的接口。
4). 创建客户端类,调用商家的方法买一个u盘。

代理类完成的功能:
1). 目标类中方法的调用
2). 功能增强

  1. 动态代理
    在静态代理中目标类很多时候,可以使用动态代理,避免静态代理的缺点。
    动态代理中目标类即使很多,
    1)代理类数量可以很少,
    2)当你修改了接口中的方法时,不会影响代理类。

动态代理: 在程序执行过程中,使用jdk的反射机制,创建代理类对象, 并动态的指定要代理目标类。

换句话说: 动态代理是一种创建java对象的能力,让你不用创建TaoBao类,就能创建代理类对象。

在java中,要想创建对象:
1.创建类文件, java文件编译为class
2.使用构造方法,创建类的对象。

动态代理的实现:

  1. jdk动态代理(理解): 使用java反射包中的类和接口实现动态代理的功能。

反射包 java.lang.reflect , 里面有三个类 : InvocationHandler , Method, Proxy.

  1. cglib动态代理(了解): cglib是第三方的工具库, 创建代理对象。

cglib的原理是继承, cglib通过继承目标类,创建它的子类,在子类中 重写父类中同名的方法, 实现功能的修改。

因为cglib是继承,重写方法,所以要求目标类不能是final的, 方法也不能是final的。

cglib的要求目标类比较宽松, 只要能继承就可以了。cglib在很多的框架中使用, 比如 mybatis ,spring框架中都有使用。

jdk动态代理:

  1. 反射, Method类,表示方法。类中的方法。 通过Method可以执行某个方法。

  2. jdk动态代理的实现
    反射包 java.lang.reflect , 里面有三个类 : InvocationHandler , Method, Proxy.

1)InvocationHandler 接口(调用处理器):就一个方法invoke()

invoke():表示代理对象要执行的功能代码。你的代理类要完成的功能就写在invoke()方法中。

代理类完成的功能:

  1. 调用目标方法,执行目标方法的功能
  2. 功能增强,在目标方法调用时,增加功能。

方法原型:
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)

参数:
Object proxy:jdk创建的代理对象,无需赋值。
Method method:目标类中的方法,jdk提供method对象的
Object[] args:目标类中方法的参数, jdk提供的。

InvocationHandler 接口:表示你的代理要干什么。
怎么用:
1.创建类实现接口InvocationHandler
2.重写invoke()方法, 把原来静态代理中代理类要完成的功能,写在这。

2)Method类:表示方法的, 确切的说就是目标类中的方法。
作用:通过Method可以执行某个目标类的方法,Method.invoke();
method.invoke(目标对象,方法的参数)

Object ret = method.invoke(service2, "李四");

说明: method.invoke()就是用来执行目标方法的,等同于静态代理中的:
//向厂家发送订单,告诉厂家,我买了u盘,厂家发货
float price = factory.sell(amount); //厂家的价格。

3)Proxy类:核心的对象,创建代理对象。之前创建对象都是 new 类的构造方法()现在我们是使用Proxy类的方法,代替new的使用。

方法: 静态方法 newProxyInstance()
作用是: 创建代理对象, 等同于静态代理中的TaoBao taoBao = new TaoBao();

参数:

  1. ClassLoader loader 类加载器,负责向内存中加载对象的。 使用反射获取对象的ClassLoader类a , a.getCalss().getClassLoader(), 目标对象的类加载器
  2. Class<?>[] interfaces: 接口, 目标对象实现的接口,也是反射获取的。
  3. InvocationHandler h : 我们自己写的,代理类要完成的功能。

返回值:就是代理对象

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
Class<?>[] interfaces,
InvocationHandler h)

  1. 实现动态代理的步骤:
    1). 创建接口,定义目标类要完成的功能
    2). 创建目标类实现接口
    3). 创建InvocationHandler接口的实现类,在invoke方法中完成代理类的功能:
    1.调用目标方法
    2.增强功能

4.使用Proxy类的静态方法,创建代理对象。 并把返回值转为接口类型。

动态代理.png
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