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DesignPattern-Proxy
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DesignPattern-Proxy Updated!

  • 动机
    在面向对象系统中,有些对象由于某种原因(比如对象创建的开销很大,或者某些操作需要安全控制,或者需要进程外的访问等),直接访问会给使用者、或者系统结构带来很多麻烦。如何在不是去透明操作对象的同时来管理/控制这些对象特有的复杂性?增加一层间接层是软件开发中常见的解决方式。

  • 定义
    为其他对象提供一种代理以控制(隔离,使用接口)对这个对象的访问。
    image.png

  • 总结

  1. “增加一层间接层”是软件系统中对许多复杂问题的一种常见解决方法。在面向对象系统中,直接使用某些对象会带来许多问题,作为间接层的proxy对象便是解决这一问题的常用手段。
  2. 具体proxy设计模式的实现方法、实现粒度都相差很大,有些可能对单个对象做细粒度的控制,如copy-on-write技术,有些对象可能对组件模块提供抽象代理层,在架构层次对对象做proxy。
  3. Proxy 并不一定要求保持接口完整的一致性,只要能够实现间接控制,有时候损及一些透明性是可以接受的。

Java 动态代理机制

  • 静态代理模式
    以下代码基本符合顶部设计模式类图的内容,静态代理类使得在委托类内部变化的情况下,Client无需关注,同时在代理类可以实现自定义的修改(过滤判断,权限控制等)无需修改委托类。
public interface ISubject {
    String request();
}

class RealSubject implements ISubject{
    @java.lang.Override
    public String request() {
        return "hello world!";
    }
}
class SubStaticProxy implements ISubject{
    private RealSubject reaSubject;

    public SubStaticProxy(RealSubject reaSubject) {
        this.reaSubject = reaSubject;
    }

    @Override
    public String request() {
        return "before request.\n"+reaSubject.request()+"\nAfter request.";
    }
}

但是,如果需要代理多个接口就需要提供对应的代理类,或者修改代理类的代码(一个代理类代理多个接口),如何让代理类在委托类数量增加的情况下固定不变?

  • 动态代理
    下面的代码实现了动态代理,Client可以根据需要绑定不同的委托类,系统将会自动根据绑定的委托类动态生成代理类。
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class SubDynamicProxy implements InvocationHandler {
    private Object realObject;

    public Object bind(Object realObject) {
        this.realObject = realObject;
        return Proxy.newProxyInstance(
                realObject.getClass().getClassLoader(),
                realObject.getClass().getInterfaces(),
                this
        );
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("addition process.");
        return method.invoke(realObject, args);
    }
}
class Client{
    public static void main(String[] args) {
        // static proxy
        ISubject sub = new SubStaticProxy(new RealSubject());
        System.out.println(sub.request());

        // dynamic proxy
        //加上这句将会产生一个$Proxy0.class文件,这个文件即为动态生成的代理类文件
        System.getProperties().put("sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles","true");
        ISubject dySub = (ISubject) new SubDynamicProxy().bind(new RealSubject());
        System.out.println(dySub.request());
    }
}

代理类是如何生成,又是如何调用 Override 的invoke函数的:
设置属性sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFilestrue 可以在运行时看到生成的代理类 $Proxy0.class.
查看newProxyInstance的源码,下面是关键部分:

// 复制接口
final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
// 生成代理类
Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);
// 用生成的代理类生成实例并返回
final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
return cons.newInstance(new Object[]{h});

getProxyClass0() 最终调用ProxyGenerator中的generateClassFile() 函数实现class文件的生成:

  1. 调用generateMethod()添加equal、toString、hashCode这样的默认方法;
  2. 循环获取每个接口内的每个方法,调用generateMethod()添加到代理类。
  3. cons.newInstance(new Object[]{h}) 分为两个过程,括号内部就是SubDynamicProxy,也就是newProxyInstance时传入的this;生成类的父类就是ProxyProxy在构造函数设置了h属性为构造传入的参数。
  4. generateMethod() 向方法中注入了(String)super.h.invoke(this, method, (Object[])args); 这里的 method 是 m3 = Class.forName("ISubject").getMethod("request"),结合上一步,我们发现都调用到了SubDynamicProxyinvoke方法。在这里做完额外的处理之后再执行委托类的对应方法。最终类之间的依赖关系如下图所示。
    image.png


Title: DesignPattern-Proxy
Author: wbq813
Traget: http://codeyourlife.cn/designPattern_Proxy

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