Java的代理模式你真的了解吗

更新时间：2022年04月06日 17:08:03 作者：就是不掉头发

这篇文章主要为大家详细介绍了Java的代理模式，结构型模式主要总结了一些类或对象组合在一起的经典结构，这些经典的结构可以解决特定应用场景的问题，包括：代理模式、桥接模式、装饰器模式、适配器模式、门面模式、组合模式、享元模式

代理模式原理解析

代理模式（Proxy Design Pattern），它在不改变原始类（或者叫被代理类）代码的情况下，通过引入代理类来给原始类附加功能。

public class UserController {
  //...省略其他属性和方法...
  private MetricsCollector metricsCollector; // 依赖注入

  public UserVo login(String telephone, String password) {
    long startTimestamp = System.currentTimeMillis();

    // ... 省略login逻辑...

    long endTimeStamp = System.currentTimeMillis();
    long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp;
    RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("login", responseTime, startTimestamp);
    metricsCollector.recordRequest(requestInfo);

    //...返回UserVo数据...
  }

  public UserVo register(String telephone, String password) {
    long startTimestamp = System.currentTimeMillis();

    // ... 省略register逻辑...

    long endTimeStamp = System.currentTimeMillis();
    long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp;
    RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("register", responseTime, startTimestamp);
    metricsCollector.recordRequest(requestInfo);

    //...返回UserVo数据...
  }
}

上面代码有两个问题，第一，性能计数器框架代码侵入到业务代码中，跟业务高度耦合。如果需要替换这个框架，成本比较大。第二，收集接口请求的代码跟业务代码无关，不应该放到一个类中。业务类最好职责更加单一，只负责业务处理。
现在改成代理模式：

public interface IUserController {
  UserVo login(String telephone, String password);
  UserVo register(String telephone, String password);
}

public class UserController implements IUserController {
  //...省略其他属性和方法...

  @Override
  public UserVo login(String telephone, String password) {
    //...省略login逻辑...
    //...返回UserVo数据...
  }

  @Override
  public UserVo register(String telephone, String password) {
    //...省略register逻辑...
    //...返回UserVo数据...
  }
}

public class UserControllerProxy implements IUserController {
  private MetricsCollector metricsCollector;
  private UserController userController;

  public UserControllerProxy(UserController userController) {
    this.userController = userController;
    this.metricsCollector = new MetricsCollector();
  }

  @Override
  public UserVo login(String telephone, String password) {
    long startTimestamp = System.currentTimeMillis();

    // 委托
    UserVo userVo = userController.login(telephone, password);

    long endTimeStamp = System.currentTimeMillis();
    long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp;
    RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("login", responseTime, startTimestamp);
    metricsCollector.recordRequest(requestInfo);

    return userVo;
  }

  @Override
  public UserVo register(String telephone, String password) {
    long startTimestamp = System.currentTimeMillis();

    UserVo userVo = userController.register(telephone, password);

    long endTimeStamp = System.currentTimeMillis();
    long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp;
    RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("register", responseTime, startTimestamp);
    metricsCollector.recordRequest(requestInfo);

    return userVo;
  }
}

//UserControllerProxy使用举例
//因为原始类和代理类实现相同的接口，是基于接口而非实现编程
//将UserController类对象替换为UserControllerProxy类对象，不需要改动太多代码

IUserController userController = new UserControllerProxy(new UserController());

按照基于接口而非实现编程的设计思想，将原始类对象替换为代理类对象的时候，刚刚的代理模式代码实现中，代理类和原始类需要实现相同的接口。但是如果原始类没有定义接口，并且原始类代码并不是我们开发维护的，也不能重新定义一个接口，这种情况下，如何实现代理模式呢？
对于这种外部类的扩展，一般都采用继承的方式。让代理类继承原始类，然后扩展附加功能。代码如下：

public class UserControllerProxy extends UserController {
  private MetricsCollector metricsCollector;

  public UserControllerProxy() {
    this.metricsCollector = new MetricsCollector();
  }

  public UserVo login(String telephone, String password) {
    long startTimestamp = System.currentTimeMillis();

    UserVo userVo = super.login(telephone, password);

    long endTimeStamp = System.currentTimeMillis();
    long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp;
    RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("login", responseTime, startTimestamp);
    metricsCollector.recordRequest(requestInfo);

    return userVo;
  }

  public UserVo register(String telephone, String password) {
    long startTimestamp = System.currentTimeMillis();

    UserVo userVo = super.register(telephone, password);

    long endTimeStamp = System.currentTimeMillis();
    long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp;
    RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("register", responseTime, startTimestamp);
    metricsCollector.recordRequest(requestInfo);

    return userVo;
  }
}

//UserControllerProxy使用举例
UserController userController = new UserControllerProxy();

动态代理的原理解析

另外，刚刚的代码实现还是有点问题。一方面，我们需要在代理类中，将原始类中的所有方法，都要重新实现一遍，而且为每个方法都附加相似的代码逻辑。另一方面，如果要添加功能的类不止有一个，我们需要针对每个类都创建一个代理类。
如果有50个要添加附加功能的原始类，那我们就要创建50个对应的代理类，导致项目中的类个数成倍增加，提高维护成本。而且每个代理类的代码都有点重复，增加开发成本，这种问题该如何解决？

可以使用动态代理（Dynamic Proxy），Java动态代理实现。

public class MetricsCollectorProxy {
  private MetricsCollector metricsCollector;

  public MetricsCollectorProxy() {
    this.metricsCollector = new MetricsCollector();
  }

  public Object createProxy(Object proxiedObject) {
    Class<?>[] interfaces = proxiedObject.getClass().getInterfaces();
    DynamicProxyHandler handler = new DynamicProxyHandler(proxiedObject);
    return Proxy.newProxyInstance(proxiedObject.getClass().getClassLoader(), interfaces, handler);
  }

  private class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
    private Object proxiedObject;

    public DynamicProxyHandler(Object proxiedObject) {
      this.proxiedObject = proxiedObject;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
      long startTimestamp = System.currentTimeMillis();
      Object result = method.invoke(proxiedObject, args);
      long endTimeStamp = System.currentTimeMillis();
      long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp;
      String apiName = proxiedObject.getClass().getName() + ":" + method.getName();
      RequestInfo requestInfo = new RequestInfo(apiName, responseTime, startTimestamp);
      metricsCollector.recordRequest(requestInfo);
      return result;
    }
  }
}

//MetricsCollectorProxy使用举例
MetricsCollectorProxy proxy = new MetricsCollectorProxy();
IUserController userController = (IUserController) proxy.createProxy(new UserController());

代理模式的应用场景

代理模式的应用场景非常多，下面举例说一些比较常见的用法。

业务系统的非功能性需求开发

比如在业务系统中的一些非功能性需求，监控、统计、鉴权、限流、事物、幂等、日志。这些附加功能与业务系统功能解耦，放到代理类中统一处理，让程序员只需要关注业务开发。

代理模式在PRC、缓存中的应用

实际上，RPC框架也可以看作一种代理模式，GoF的设计模式一书中把它称作远程代理，通过远程代理，将网络通信、数据编码解码等细节隐藏起来。客户端在使用RPC服务的时候，就像使用本地函数一样，无需了解跟服务器交互的细节。

代理在缓存中的应用，假设要开发一个接口请求的缓存功能，对于某些接口请求，输入参数相同，在设定的过期时间内，直接返回缓存结果，不用重新进行逻辑业务处理

到此这篇关于Java的代理模式你真的了解吗的文章就介绍到这了,更多相关Java代理模式内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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