面试问题:java里的代理设计模式(proxy design pattern)一共有几种实现方式?这个题目很像孔乙己问“茴香豆的茴字有哪几种写法?”
所谓代理模式,是指客户端(client)并不直接调用实际的对象(下图右下角的realsubject),而是通过调用代理(proxy),来间接的调用实际的对象。
代理模式的使用场合,一般是由于客户端不想直接访问实际对象,或者访问实际的对象存在技术上的障碍,因而通过代理对象作为桥梁,来完成间接访问。
实现方式一:静态代理
开发一个接口ideveloper,该接口包含一个方法writecode,写代码。
public interface ideveloper { public void writecode();}
创建一个developer类,实现该接口。
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); }}
测试代码:创建一个developer实例,名叫jerry,去写代码!
public class developertest { public static void main(string[] args) { ideveloper jerry = new developer(jerry); jerry.writecode(); }}
现在问题来了。jerry的项目经理对jerry光写代码,而不维护任何的文档很不满。假设哪天jerry休假去了,其他的程序员来接替jerry的工作,对着陌生的代码一脸问号。经全组讨论决定,每个开发人员写代码时,必须同步更新文档。
为了强迫每个程序员在开发时记着写文档,而又不影响大家写代码这个动作本身, 我们不修改原来的developer类,而是创建了一个新的类,同样实现ideveloper接口。这个新类developerproxy内部维护了一个成员变量,指向原始的ideveloper实例:
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(); }}
这个代理类实现的writecode方法里,在调用实际程序员writecode方法之前,加上一个写文档的调用,这样就确保了程序员写代码时都伴随着文档更新。
测试代码:
静态代理方式的优点
1. 易于理解和实现
2. 代理类和真实类的关系是编译期静态决定的,和下文马上要介绍的动态代理比较起来,执行时没有任何额外开销。
静态代理方式的缺点
每一个真实类都需要一个创建新的代理类。还是以上述文档更新为例,假设老板对测试工程师也提出了新的要求,让测试工程师每次测出bug时,也要及时更新对应的测试文档。那么采用静态代理的方式,测试工程师的实现类itester也得创建一个对应的itesterproxy类。
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(); }}
正是因为有了静态代码方式的这个缺点,才诞生了java的动态代理实现方式。
java动态代理实现方式一:invocationhandler
invocationhandler的原理我曾经专门写文章介绍过:java动态代理之invocationhandler最简单的入门教程
通过invocationhandler, 我可以用一个enginnerproxy代理类来同时代理developer和tester的行为。
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; }}
真实类的writecode和dotesting方法在动态代理类里通过反射的方式进行执行。
测试输出:
通过invocationhandler实现动态代理的局限性
假设有个产品经理类(productowner) 没有实现任何接口。
public class productowner { private string name; public productowner(string name){ this.name = name; } public void definebacklog(){ system.out.println(po: + name + defines backlog.); }}
我们仍然采取enginnerproxy代理类去代理它,编译时不会出错。运行时会发生什么事?
productowner po = new productowner(ross);productowner poproxy = (productowner) new enginnerproxy().bind(po);poproxy.definebacklog();
运行时报错。所以局限性就是:如果被代理的类未实现任何接口,那么不能采用通过invocationhandler动态代理的方式去代理它的行为。
java动态代理实现方式二:cglib
cglib是一个java字节码生成库,提供了易用的api对java字节码进行创建和修改。关于这个开源库的更多细节,请移步至cglib在github上的仓库:https://github.com/cglib/cglib
我们现在尝试用cglib来代理之前采用invocationhandler没有成功代理的productowner类(该类未实现任何接口)。
现在我改为使用cglib api来创建代理类:
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(); }}
测试代码:
productowner ross = new productowner(ross);productowner rossproxy = (productowner) new enginnercglibproxy().bind(ross);rossproxy.definebacklog();
尽管productowner未实现任何代码,但它也成功被代理了:
用cglib实现java动态代理的局限性
如果我们了解了cglib创建代理类的原理,那么其局限性也就一目了然。我们现在做个实验,将productowner类加上final修饰符,使其不可被继承:
再次执行测试代码,这次就报错了: cannot subclass final class xxxx。
所以通过cglib成功创建的动态代理,实际是被代理类的一个子类。那么如果被代理类被标记成final,也就无法通过cglib去创建动态代理。
java动态代理实现方式三:通过编译期提供的api动态创建代理类
假设我们确实需要给一个既是final,又未实现任何接口的productowner类创建动态代码。除了invocationhandler和cglib外,我们还有最后一招:
我直接把一个代理类的源代码用字符串拼出来,然后基于这个字符串调用jdk的compiler(编译期)api,动态的创建一个新的.java文件,然后动态编译这个.java文件,这样也能得到一个新的代理类。
测试成功:
我拼好了代码类的源代码,动态创建了代理类的.java文件,能够在eclipse里打开这个用代码创建的.java文件,
下图是如何动态创建productpwnerscproxy.java文件:
下图是如何用javacompiler api动态编译前一步动态创建出的.java文件,生成.class文件:
下图是如何用类加载器加载编译好的.class文件到内存:
如果您想试试这篇文章介绍的这四种代理模式(proxy design pattern), 请参考我的github仓库,全部代码都在上面。感谢阅读。
https://github.com/i042416/ja...
以上就是java中静态代理和动态代理的四种实现方法介绍的详细内容。
