一文搞懂Java常見的三種代理模式(靜態(tài)代理、動態(tài)代理和cglib代理)

更新時間：2023年08月09日 10:35:25 作者：半畝方塘立身

Java中常見的三種代理模式是靜態(tài)代理模式、動態(tài)代理模式和CGLIB代理模式,本文就來給大家詳細(xì)的講解一下這三種代理模式,感興趣的小伙伴跟著小編一起來看看吧

Java靜態(tài)代理

Java中的靜態(tài)代理是一種設(shè)計模式，它通過創(chuàng)建一個代理類來代替原始類，從而控制對原始類的訪問。代理類和原始類都實現(xiàn)相同的接口，使得客戶端在使用時無需關(guān)心具體的實現(xiàn)細(xì)節(jié)。靜態(tài)代理在編譯時就已經(jīng)確定代理類和原始類的關(guān)系，因此稱為靜態(tài)代理。

下面是Java靜態(tài)代理UML類圖：

示例代碼：假設(shè)有一個文件上傳的接口 FileUploader ，其真實實現(xiàn)為 RealFileUploader ，我們需要在上傳文件前后記錄日志，這時就可以使用靜態(tài)代理。

首先，定義抽象接口 FileUploader ：

public interface FileUploader {
    void upload(String file);
}

然后，實現(xiàn)真實上傳 RealFileUploader ：

public class RealFileUploader implements FileUploader {
    @Override
    public void upload(String file) {
        // 實際的文件上傳邏輯
        System.out.println("Uploading file: " + file);
    }
}

接下來，實現(xiàn)代理 ProxyFileUploader ：

public class ProxyFileUploader implements FileUploader {
    private FileUploader realFileUploader;
    public ProxyFileUploader(FileUploader realFileUploader) {
        this.realFileUploader = realFileUploader;
    }
    @Override
    public void upload(String file) {
        // 額外的處理，比如記錄日志
        System.out.println("Before uploading: " + file);
        // 調(diào)用真實主題的上傳方法
        realFileUploader.upload(file);
        // 額外的處理，比如記錄日志
        System.out.println("After uploading: " + file);
    }
}

在使用時，我們可以這樣創(chuàng)建代理類并進行文件上傳：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建真實主題
        FileUploader realFileUploader = new RealFileUploader();
        // 創(chuàng)建代理主題，并將真實主題傳入
        FileUploader proxyFileUploader = new ProxyFileUploader(realFileUploader);
        // 通過代理主題進行文件上傳
        proxyFileUploader.upload("example.txt");
    }
}

運行上述代碼，輸出將會是：

Before uploading: example.txt
Uploading file: example.txt
After uploading: example.txt

Java動態(tài)代理

Java動態(tài)代理是一種在運行時創(chuàng)建代理類的機制，它允許在不提前知道代理類的具體類型的情況下，動態(tài)地創(chuàng)建一個代理對象來代替原始類。相比于靜態(tài)代理，動態(tài)代理更加靈活，可以代理任意的接口類型，不需要為每個被代理的類編寫專門的代理類，而是通過Java的反射機制在運行時動態(tài)生成代理類。動態(tài)代理主要使用 java.lang.reflect.Proxy 類和 java.lang.reflect.InvocationHandler 接口來實現(xiàn)。動態(tài)代理又被稱為JDK代理或接口代理。

下面看下動態(tài)代理的UML圖：

java動態(tài)代理 (1).png

示例代碼：與前面的靜態(tài)代理示例相同，我們?nèi)匀皇褂梦募蟼鞯慕涌?FileUploader ，其真實實現(xiàn)為 RealFileUploader 。接下來，我們將通過動態(tài)代理在上傳文件前后記錄日志。

首先，定義抽象主題接口 FileUploader 和實現(xiàn)真實主題 RealFileUploader ，與之前相同，不再重復(fù)。

然后，實現(xiàn) InvocationHandler 接口，創(chuàng)建動態(tài)代理的處理器類 DynamicProxyHandler ：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
    private Object realObject;
    public DynamicProxyHandler(Object realObject) {
        this.realObject = realObject;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 額外的處理，比如記錄日志
        System.out.println("Before invoking: " + method.getName());
        // 調(diào)用真實主題的對應(yīng)方法
        Object result = method.invoke(realObject, args);
        // 額外的處理，比如記錄日志
        System.out.println("After invoking: " + method.getName());
        return result;
    }
}

在使用時，我們可以這樣創(chuàng)建動態(tài)代理對象并進行文件上傳：

import java.lang.reflect.Proxy;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 創(chuàng)建真實主題
        FileUploader realFileUploader = new RealFileUploader();
        // 創(chuàng)建動態(tài)代理的處理器
        InvocationHandler handler = new DynamicProxyHandler(realFileUploader);
        // 創(chuàng)建代理類
        FileUploader proxyFileUploader = (FileUploader) Proxy.newProxyInstance(
                FileUploader.class.getClassLoader(),
                new Class[]{FileUploader.class},
                handler
        );
        // 通過動態(tài)代理進行文件上傳
        proxyFileUploader.upload("example.txt");
    }
}

運行上述代碼，輸出將會是：

Before invoking: upload
Uploading file: example.txt
After invoking: upload

同樣，通過動態(tài)代理，我們在文件上傳前后成功添加了額外的處理（記錄日志），同時客戶端代碼無需關(guān)心具體的日志記錄邏輯，實現(xiàn)了解耦。動態(tài)代理在很多場景下非常有用，例如AOP（面向切面編程）等。

CGLIB代理

CGLIB（Code Generation Library）是一個開源的第三方庫，用于在Java運行時生成字節(jié)碼并創(chuàng)建代理類。與Java標(biāo)準(zhǔn)庫中的動態(tài)代理（基于接口）不同，CGLIB代理可以代理普通類，即使它們沒有實現(xiàn)任何接口。CGLIB使用ASM庫來生成字節(jié)碼，并通過繼承的方式創(chuàng)建代理類，因此也被稱為子類代理。CGLIB廣泛用于各種框架和庫中，如Spring AOP。

下面詳細(xì)介紹CGLIB代理的結(jié)構(gòu)和示例：

示例代碼：假設(shè)有一個簡單的類 Calculator ，我們希望在其方法執(zhí)行前后記錄日志，可以使用CGLIB代理。

首先，引入CGLIB庫，可以通過Maven添加依賴：

<dependency>
    <groupId>cglib</groupId>
    <artifactId>cglib</artifactId>
    <version>版本號</version>
</dependency>

然后，定義普通類 Calculator ：

public class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

接下來，創(chuàng)建一個代理類生成器 CalculatorProxyGenerator ：

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
public class CalculatorProxyGenerator implements MethodInterceptor {
    private Object target;
    public CalculatorProxyGenerator(Object target) {
        this.target = target;
    }
    public Object createProxy() {
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        enhancer.setCallback(this);
        return enhancer.create();
    }
    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("Before invoking: " + method.getName());
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
        System.out.println("After invoking: " + method.getName());
        return result;
    }
}

在 intercept 方法中，我們執(zhí)行了代理類的方法（通過 proxy.invokeSuper(obj, args) ），在方法執(zhí)行前后添加了額外的處理。

最后，在使用時，我們可以這樣創(chuàng)建代理對象并調(diào)用方法：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Calculator calculator = new Calculator();
        CalculatorProxyGenerator proxyGenerator = new CalculatorProxyGenerator(calculator);
        Calculator proxyCalculator = (Calculator) proxyGenerator.createProxy();
        int result = proxyCalculator.add(3, 5);
        System.out.println("Result: " + result);
    }
}

運行上述代碼，輸出將會是：

Before invoking: add
After invoking: add
Result: 8

這樣，通過CGLIB代理，我們成功在方法執(zhí)行前后添加了額外的處理（記錄日志），實現(xiàn)了解耦。CGLIB代理在不需要接口的情況下也能很好地完成代理任務(wù)，但由于它是通過繼承的方式生成代理類，可能會影響某些場景，比如無法代理 final 方法。

動態(tài)代理與CGLIB代理的區(qū)別

Spring在5.X之前默認(rèn)的動態(tài)代理實現(xiàn)一直是jdk動態(tài)代理。但是從5.X開始，spring就開始默認(rèn)使用Cglib來作為動態(tài)代理實現(xiàn)。并且springboot從2.X開始也轉(zhuǎn)向了Cglib動態(tài)代理實現(xiàn)。

為什么spring體系整體轉(zhuǎn)投Cglib呢，jdk動態(tài)代理又有什么缺點呢？