spring学习日记-day5-代理模式

一、学习目标

        代理模式是一种常用的设计模式，它主要用于在不修改原有对象代码的情况下，通过引入一个代理对象来控制对原有对象的访问，从而增强原有对象的功能。代理模式主要分为两种：静态代理和动态代理。尽管Spring框架本身更多地利用了动态代理来实现其功能，但理解静态代理是理解Spring代理机制的基础

  代理模式（Proxy Pattern）是程序设计中的一种重要设计模式，属于结构型设计模式。它主要通过为其他对象提供一个代理以控制对这个对象的访问，从而在客户端和目标对象之间起到中介的作用。  

        代理模式主要包含以下三个角色：

1. 抽象角色：通过接口或抽象类声明真实角色实现的业务方法。
2. 代理角色：实现抽象角色，是真实角色的代理，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。
3. 真实角色：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

        代理模式主要分为以下几种类型：

1. 静态代理：在代码编译阶段就已经生成了代理类，代理类需要实现与目标对象相同的接口。静态代理在不修改目标对象的前提下对目标对象的方法进行增强，但需要为每个目标对象创建一个代理类，导致系统中类的数量增加，维护成本较高。
2. 动态代理：在程序运行时，通过反射机制动态生成的代理类。Java中可以使用java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口来实现动态代理。动态代理可以为多个目标对象创建一个代理类，减少了类的数量，并且更加灵活地处理不同的情况。但由于使用了反射机制，性能相对静态代理略低。
3. CGLIB代理：CGLIB代理是通过继承目标对象的方式来创建代理类。它是第三方库（如Spring AOP）常用的一种代理方式，适用于没有实现接口的类。CGLIB代理不需要目标对象实现接口，可以代理任何类，但由于采用了继承的方式，目标类不能是final类，代理类也不能是final方法。相对于JDK动态代理，CGLIB代理的性能较高，但由于使用了字节码生成技术，可能会增加复杂性。

         优点

1. 职责清晰：真实角色只关注实际的业务逻辑，而代理对象负责非业务逻辑的操作，使得编程更加简洁清晰。
2. 降低耦合度：代理模式在一定程度上降低了系统的耦合度，提高了系统的扩展性。
3. 保护作用：代理对象在客户端和目标对象之间起到中介的作用，可以保护目标对象不被直接访问。
4. 增强功能：代理模式可以在不改变原始对象的情况下，为其增加额外的功能，如日志记录、权限校验等。

二、静态代理

1.定义一个接口，目标类和代理类都将实现这个接口

public interface Travel {
    //实现旅游功能
    public void travel();
}

2.目标类实现上述接口，定义业务逻辑

public class Spot implements Travel{
    //spot为旅游目的地，实现旅游功能
    public void travel() {
        System.out.println("接待游客");
    }
}

3代理类实现上述接口，并持有目标类的一个实例

public class Proxy implements Travel{
    private Spot spot;

    public Proxy(Spot spot) {
        this.spot = spot;
    }

    public void travel() {
        plan();
        ticket();
        spot.travel();
    }
    
    public void plan(){
        System.out.println("做攻略");
    }
    public void ticket(){
        System.out.println("订票");
    }
}

4.客户通过代理类来调用目标类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Spot spot=new Spot();
        Proxy proxy=new Proxy(spot);
        proxy.travel();
    }

}

5.优缺点

优点：

1.实现简单，易于理解。

2.可以在不修改目标对象的前提下扩展目标对象的功能。

缺点：

1.如果目标对象很多，需要为每一个目标对象创建一个代理类，这会导致类爆炸，增加系统的复杂度和维护成本。

2.如果接口增加方法，则目标对象和代理类都需要修改，这违反了开闭原则

三、动态代理

1.定义一个接口。

public interface Travel {
    //实现旅游功能
    public void travel();
}

2.创建一个实现了该接口的目标类。

public class Spot implements Travel{
    public void travel() {
        System.out.println("接待游客");
    }
}

3.创建一个实现了InvocationHandler接口的代理类，在invoke方法中编写增强逻辑。

// 定义一个实现了InvocationHandler接口的类，用于创建动态代理对象  
public class ProxyInvocationHandler implements InvocationHandler {  
    // 持有被代理对象的引用  
    private Travel travel;  
  
    // 设置被代理对象的方法  
    public void setTravel(Travel travel) {  
        this.travel = travel;  
    }  
  
    // 获取动态代理对象的方法  
    // 这里需要注意，获取代理对象的类加载器应该是被代理对象的类加载器，而不是ProxyInvocationHandler的类加载器  
    public Object getProxy(){  
        // 使用Proxy类的newProxyInstance方法创建代理对象  
        // 第一个参数：类加载器，加载代理类的ClassLoader  
        // 第二个参数：被代理对象实现的接口数组，代理类需要实现这些接口  
        // 第三个参数：实现了InvocationHandler接口的处理器对象  
        return Proxy.newProxyInstance(  
            this.travel.getClass().getClassLoader(), // 使用被代理对象的类加载器  
            travel.getClass().getInterfaces(), // 获取被代理对象实现的接口数组  
            this // 将当前对象作为InvocationHandler  
        );  
    }  
  
    // 实现InvocationHandler接口的invoke方法  
    // 该方法会在代理对象调用方法时被自动调用  
    @Override  
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {  
        // 在调用被代理对象的方法之前，执行一些前置操作，如做攻略和订票  
        plan();  
        ticket();  
  
        // 调用被代理对象的方法，使用反射机制  
        // method.invoke(被代理对象, 参数数组)  
        Object result = method.invoke(travel, args);  
  
        // 返回被代理对象方法的执行结果  
        return result;  
    }  
  
    // 前置操作：做攻略  
    public void plan(){  
        System.out.println("做攻略");  
    }  
  
    // 前置操作：订票  
    public void ticket(){  
        System.out.println("订票");  
    }  
}

4.使用Proxy.newProxyInstance方法创建代理对象。

 public Object getProxy(){
        return Proxy.newProxyInstance(this.getClass().getClassLoader(),
                travel.getClass().getInterfaces(), this);
    }

5.通过代理对象调用目标方法，自动执行增强逻辑。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Spot spot=new Spot();
        ProxyInvocationHandler pih = new ProxyInvocationHandler();
        pih.setTravel(spot);
        Travel proxy=(Travel)pih.getProxy() ;
        proxy.travel();
    }

}

6.优缺点

优点

解耦：将切面逻辑与业务逻辑分离，降低了系统的耦合度。

灵活：可以在不修改目标对象代码的情况下，为目标对象添加额外的功能或逻辑。

易于维护：切面逻辑可以集中管理，便于维护和升级。

缺点

性能开销：动态代理的创建和调用过程中存在反射或字节码生成等开销，可能会影响系统性能。

限制：JDK动态代理只能代理实现了接口的类；CGLIB动态代理不能代理final修饰的类和方法。