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Java三种代理模式：静态代理、动态代理和CGLIB代理

news 文章来源：https://blog.csdn.net/m0_72075879/article/details/134677212 2024/11/19 9:36:01

Java三种代理模式：静态代理、动态代理和CGLIB代理

代理模式

代理模式是23种设计模式种的一种。代理模式是一种结构型设计模式，它允许为其他对象提供一个替代品或占位符，以控制对这个对象的访问。代理模式可以在不修改被代理对象的基础上，通过扩展代理类，进行一些功能的附加与增强。

代理模式的构成

适配器模式一般包含三种角色：

抽象主题角色（Subject）：通过接口或抽象类声明真实角色实现的业务方法。
代理主题角色（Proxy）：实现抽象角色，是真实角色的代理（访问层），通过真实角色的业务逻辑方法来实现抽象方法，并可以附加自己的操作。
真实主题角色（RealSubject）：实现抽象角色，定义真实角色所要实现的业务逻辑，供代理角色调用。

代理模式主要有三种形式，分别是静态代理、动态代理（也称JDK代理、接口代理）和CGLIB代理（在内存动态创建对象而不需要实现接口，也可属于动态代理得范畴）

静态代理

静态代理是定义父类或者接口，然后被代理对象（即目标对象）与代理对象一起实现相同的接口或者是继承相同父类。代理对象与目标对象实现相同的接口，然后通过调用相同的方法来调用目标对象的方法。

优点：可不修改目标对象的功能，通过代理对象对目标功能扩展。
缺点：因为代理对象需要与目标对象实现一样的接口，所以会有很多代理类，一旦接口增加方法，目标对象与代理对象都要维护。

public interface Animal {void eat();
}

public class Dog implements Animal {@Overridepublic void eat() {System.out.println("吃吃吃");}
}

public class DogProxy implements Animal {private Animal target; //通过接口聚合目标对象public DogProxy(Animal target) {this.target = target;}@Overridepublic void eat() {System.out.println("静态代理开始");target.eat();System.out.println("静态代理结束");}
}

public class Main {public static void main(String[] args) {//创建被代理对象Dog dog = new Dog();//创建代理对象, 同时将被代理对象传递给代理对象DogProxy dogProxy = new DogProxy(dog);//通过代理对象，调用到被代理对象的方法dogProxy.eat();}
}

动态代理

动态代理是在运行时动态生成代理类，不需要手动编写代理类。Java种的动态代理主要是使用java.lang.reflect.Proxy和java.lang.reflect.InvocationHandler接口实现。

优点：灵活性高、减少重复代码、统一处理逻辑、可以代理多个真实类。
缺点：基于反射机制，性能较低，且无法代理final类和方法。

动态代理最主要的就是Proxy.newProxyInstance方法，它是用于创建动态代理对象的静态方法。它接受三个参数：

ClassLoader：用于加载动态代理类的类加载器。
interfaces：要代理的接口数组。
InvocationHandler：实现了InvocationHandler接口的对象，用于处理代理对象的方法调用。

public interface Animal {void eat();
}

public class Dog implements Animal {@Overridepublic void eat() {System.out.println("吃吃吃");}
}

public class AnimalInvocationHandler implements InvocationHandler {private Object target;public AnimalInvocationHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("吃前加热");Object result = method.invoke(target, args);System.out.println("吃后清理");return result;}
}

public class AnimalProxy {public static Animal createProxy(Animal animal) {return (Animal) Proxy.newProxyInstance(animal.getClass().getClassLoader(),animal.getClass().getInterfaces(),new AnimalInvocationHandler(animal));}
}

public class Main {public static void main(String[] args) {Dog dog = new Dog();Animal dogProxy = AnimalProxy.createProxy(dog);dogProxy.eat();}
}

JDK 动态代理有一个最致命的问题是其只能代理实现了接口的类。

为了解决这个问题，我们可以用 CGLIB 动态代理机制来避免。

CGLIB代理

CGLIB代理也叫作子类代理，它使目标对象不需要实现接口，是在内存中构建一个子类对象从而实现对目标对象功能扩展，有的也将CGLIB代理归属到动态代理。

CGLIB是一个高性能的代码生成包，它可以在运行期扩展java类与实现java接口。被许多AOP的框架使用（如Spring AOP）。Cglib包的底层是通过使用字节码处理框架ASM来转换字节码并生成新的类。

优点：可以为没有实现接口的类提供代理；性能比动态代理更高
缺点：生成的代理类较大、不支持final方法和类、对于final类和方法的处理相对复杂。

public class Dog {public void eat() {System.out.println("吃吃吃");}
}

public class AnimalMethodInterceptor implements MethodInterceptor {@Overridepublic Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {System.out.println("吃前加热");Object result = methodProxy.invokeSuper(o, objects);System.out.println("吃后清理");return result;}
}

public class DogCglibProxy {public static Dog createProxy() {Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setSuperclass(Dog.class);enhancer.setCallback(new AnimalMethodInterceptor());return (Dog) enhancer.create();}
}

public class Main {public static void main(String[] args) {Dog dogProxy = DogCglibProxy.createProxy();dogProxy.eat();}
}

CGLIB与java动态代理的区别

实现方式:
- Java动态代理：使用java.lang.reflect.Proxy和InvocationHandler接口。Java动态代理只能为接口创建代理对象，它是基于接口的代理。通过Proxy.newProxyInstance()方法可以动态地生成实现了指定接口的代理类。
- CGLIB：通过继承目标类的方式创建代理对象。CGLIB可以为类创建代理，而不仅仅是接口。它通过生成目标类的子类，在子类中增加代理逻辑来实现动态代理。
代理对象类型:
- Java动态代理：只能代理实现了接口的类。它要求目标对象实现一个或多个接口，然后通过代理对象来实现这些接口。
- CGLIB：可以代理没有实现任何接口的类。它通过继承目标类来创建代理对象，因此目标类不需要实现任何接口。
性能:
- Java动态代理：由于生成的代理对象是基于接口的，因此在调用代理方法时，会通过接口的方法调用InvocationHandler的invoke方法，再由invoke方法调用实际的目标方法。这一层额外的调用可能会引入一些性能开销。
- CGLIB：生成的代理对象是目标类的子类，因此调用代理方法时，直接调用子类中的方法，避免了通过接口的中间层，可能会在一些情况下具有更好的性能。
构造方式:
- Java动态代理：通过Proxy.newProxyInstance()方法动态生成代理对象，需要提供一个实现InvocationHandler接口的对象。
- CGLIB：通过CGLIB库动态生成代理对象，无需提供InvocationHandler。CGLIB通过继承目标类并重写其中的方法来实现代理逻辑。

应用场景

代理模式可以在多种场景下使用，包括但不限于以下几个方面：

访问控制：代理模式可以用来控制对实际对象的访问权限。比如，只有特定用户或角色才能访问某些敏感数据。
远程访问：代理模式可以用来处理远程对象的访问。比如，通过代理对象来访问远程Web服务。
延迟加载：代理模式可以用来实现延迟加载。比如，通过代理对象来加载某些资源或数据，以避免在程序启动时就加载所有数据。
虚拟代理：当需要延迟加载或预加载大量数据时，可以使用虚拟代理来提高程序的性能和效率。

应用场景

代理模式可以在多种场景下使用，包括但不限于以下几个方面：

访问控制：代理模式可以用来控制对实际对象的访问权限。比如，只有特定用户或角色才能访问某些敏感数据。
远程访问：代理模式可以用来处理远程对象的访问。比如，通过代理对象来访问远程Web服务。
延迟加载：代理模式可以用来实现延迟加载。比如，通过代理对象来加载某些资源或数据，以避免在程序启动时就加载所有数据。
虚拟代理：当需要延迟加载或预加载大量数据时，可以使用虚拟代理来提高程序的性能和效率。
缓存代理：当需要对经常使用的数据进行缓存时，可以使用缓存代理来管理和优化数据的访问效率。