𝓝𝓮𝓶𝓸&博客

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【设计模式】代理模式

在代理模式（Proxy Pattern）中，一个类代表另一个类的功能。这种类型的设计模式属于结构型模式。

在代理模式中，我们创建具有现有对象的对象，以便向外界提供功能接口。

基本介绍

  • 意图：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

  • 主要解决：在直接访问对象时带来的问题，比如说：要访问的对象在远程的机器上。在面向对象系统中，有些对象由于某些原因（比如对象创建开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问），直接访问会给使用者或者系统结构带来很多麻烦，我们可以在访问此对象时加上一个对此对象的访问层。

动态代理的作用非常大，在很多底层框架中都会用得到，比如struts，Spring等都用到了动态代理，它的作用很简单，就是将你要使用的类，重新生成一个子类或本类，这样框架就可以利用这个新生成的类做一些事情，比如在该类的方法前后加一些代码。。
这样的话，你想像一下，你是不是不用修改任何已经编写好的代码，只要使用代理就可以灵活的加入任何东西，将来不喜欢了，不用也不会影响原来的代码。

  • 何时使用：想在访问一个类时做一些控制。

  • 如何解决：增加中间层。

  • 关键代码：实现与被代理类组合。

  • 应用实例：

    • 1、Windows 里面的快捷方式。
    • 2、猪八戒去找高翠兰结果是孙悟空变的，可以这样理解：把高翠兰的外貌抽象出来，高翠兰本人和孙悟空都实现了这个接口，猪八戒访问高翠兰的时候看不出来这个是孙悟空，所以说孙悟空是高翠兰代理类。
    • 3、买火车票不一定在火车站买，也可以去代售点。
    • 4、一张支票或银行存单是账户中资金的代理。支票在市场交易中用来代替现金，并提供对签发人账号上资金的控制。
    • 5、spring aop。

  • 优点：

    • 1、职责清晰。
    • 2、高扩展性。
    • 3、智能化。

  • 缺点：

    • 1、由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢。
    • 2、实现代理模式需要额外的工作，有些代理模式的实现非常复杂。

  • 使用场景：
    按职责来划分，通常有以下使用场景：

    • 1、远程代理。
    • 2、虚拟代理。
    • 3、Copy-on-Write 代理。
    • 4、保护（Protect or Access）代理。
    • 5、Cache代理。
    • 6、防火墙（Firewall）代理。
    • 7、同步化（Synchronization）代理。
    • 8、智能引用（Smart Reference）代理。

注意事项：

  • 1、和适配器模式的区别：适配器模式主要改变所考虑对象的接口，而代理模式不能改变所代理类的接口。
  • 2、和装饰器模式的区别：装饰器模式为了增强功能，而代理模式是为了加以控制。

概括

代理模式的基本介绍

  1. 代理模式：为一个对象提供一个替身，以控制对这个对象的访问。即通过代理对象访问目标对象.这样做的好处是:可以在目标对象实现的基础上,增强额外的功能操作,即扩展目标对象的功能。
  2. 被代理的对象可以是远程对象、创建开销大的对象或需要安全控制的对象
  3. 代理模式有不同的形式, 主要有三种 静态代理、动态代理 (JDK 代理、接口代理)和 Cglib 代理 (可以在内存动态的创建对象，而不需要实现接口， 他是属于动态代理的范畴) 。
  4. 代理模式示意图

类图：

角色分析：

  1. Client：客户端，使用代理对象
  2. ProxyObject：代理对象，去代理目标对象
  3. TargetObject：目标对象

我的理解

图片要显示就加载，如果不显示就不加载，免得占用内存。
相当于代理人、经纪人、代理律师。
明星也会处理业务资金，但是并没有经纪人专业，所以请经纪人代理（增强业务功能）。
明星只负责光鲜亮丽，不需要负责处理业务资金，而处理业务资金是他的经纪人的事，因为他们够专业。
所以，代理也可以作为增强业务功能的一种方式，在不改变原有代码的情况下，增强相应的业务功能。

跟 MM 在网上聊天，一开头总是“hi,你好”,“你从哪儿来呀？”“你多大了？”“身高多少呀？”这些话，真烦人，写个程序做为我的 Proxy 吧，凡是接收到这些话都设置好了自己的回答，接收到其他的话时再通知我回答，怎么样，酷吧。

代理模式：代理模式给某一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制对源对象的引用。代理就是一个人或一个机构代表另一个人或者一个机构采取行动。某些情况下，客户不想或者不能够直接引用一个对象，代理对象可以在客户和目标对象直接起到中介的作用。客户端分辨不出代理主题对象与真实主题对象。代理模式可以并不知道真正的被代理对象，而仅仅持有一个被代理对象的接口，这时候代理对象不能够创建被代理对象，被代理对象必须有系统的其他角色代为创建并传入。

应用实例

静态代理

静态代码模式的基本介绍

静态代理在使用时,需要定义接口或者父类,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

应用实例

具体要求

  1. 定义一个接口:ITeacherDao
  2. 目标对象 TeacherDAO 实现接口 ITeacherDAO
  3. 使用静态代理方式,就需要在代理对象 TeacherDAOProxy 中也实现 ITeacherDAO
  4. 调用的时候通过调用代理对象的方法来调用目标对象.
  5. 特别提醒：代理对象与目标对象要实现相同的接口,然后通过调用相同的方法来调用目标对象的方法

思路分析图解(类图)

代码实现

ITeacherDao

package com.nemo.proxy.staticproxy;

//接口
public interface ITeacherDao {
    void teach(); // 授课的方法
}

TeacherDao

package com.nemo.proxy.staticproxy;

public class TeacherDao implements ITeacherDao {

    @Override
    public void teach() {
        // TODO Auto-generated method stub 
        System.out.println(" 老师授课中。。。。。");
    }
}

TeacherDaoProxy

package com.nemo.proxy.staticproxy;

//代理对象,静态代理
public class TeacherDaoProxy implements ITeacherDao{
    private ITeacherDao target; // 目标对象，通过接口来聚合

    //构造器
    public TeacherDaoProxy(ITeacherDao target) { 
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("开始代理    完成某些操作。。。。。 ");//方法
        target.teach();
        System.out.println("提交。。。。。");//方法
    }
}

Client

package com.nemo.proxy.staticproxy;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //创建目标对象(被代理对象)
        TeacherDao teacherDao = new TeacherDao();

        //创建代理对象, 同时将被代理对象传递给代理对象
        TeacherDaoProxy teacherDaoProxy = new TeacherDaoProxy(teacherDao);

        //通过代理对象，调用到被代理对象的方法
        //即：执行的是代理对象的方法，代理对象再去调用目标对象的方法
        teacherDaoProxy.teach();
    }
}

静态代理优缺点

  1. 优点：在不修改目标对象的功能前提下, 能通过代理对象对目标功能扩展
  2. 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
  3. 一旦接口增加方法,目标对象与代理对象都要维护

动态代理（JDK代理、接口代理）

动态代理的作用非常大，在很多底层框架中都会用得到，比如struts，Spring等都用到了动态代理，它的作用很简单，就是将你要使用的类，重新生成一个子类或本类，这样框架就可以利用这个新生成的类做一些事情，比如在该类的方法前后加一些代码。。
这样的话，你想像一下，你是不是不用修改任何已经编写好的代码，只要使用代理就可以灵活的加入任何东西，将来不喜欢了，不用也不会影响原来的代码。

动态代理模式的基本介绍

  1. 代理对象,不需要实现接口，但是目标对象要实现接口，否则不能用动态代理
  2. 代理对象的生成，是利用 JDK 的 API，动态的在内存中构建代理对象
  3. 动态代理也叫做：JDK 代理、接口代理

JDK 中生成代理对象的 API

  1. 代理类所在包:java.lang.reflect.Proxy
  2. JDK 实现代理只需要使用 newProxyInstance 方法,但是该方法需要接收三个参数,完整的写法是:
    static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)

动态代理应用实例

应用实例要求：将前面的静态代理改进成动态代理模式(即：JDK 代理模式)

思路图解(类图)

代码实现

ITeacherDao

package com.nemo.proxy.dynamic;

//接口
public interface ITeacherDao {

    void teach(); // 授课方法
    void sayHello(String name);
}

TeacherDao

package com.nemo.proxy.dynamic;

public class TeacherDao implements ITeacherDao {

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println(" 老师授课中.... ");
    }

    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("hello " + name);
    }
}

ProxyFactory

package com.nemo.proxy.dynamic;

import java.lang.reflect.InvocationHandler; 
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class ProxyFactory {

    //维护一个目标对象，Object 
    private Object target;

    //构造器，对 target  进行初始化
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    //给目标对象  生成一个代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        //说明
        /*
         *  public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
         * //1. ClassLoader loader ： 指定当前目标对象使用的类加载器, 获取加载器的方法固定
         * //2. Class<?>[] interfaces:  目标对象实现的接口类型，使用泛型方法确认类型
         * //3. InvocationHandler h : 事情处理，执行目标对象的方法时，会触发事情处理器方法, 会把当前执行
         * 的目标对象方法作为参数传入
         */
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                    System.out.println("JDK 代理开始~~");
                    //反射机制调用目标对象的方法
                    Object returnVal = method.invoke(target, args);
                    System.out.println("JDK 代理提交"); 
                    return returnVal;
            }
        });
    }
}

Client

package com.nemo.proxy.dynamic;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //创建目标对象
        ITeacherDao target = new TeacherDao();

        //给目标对象，创建代理对象, 可以转成 ITeacherDao
        ITeacherDao proxyInstance = (ITeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();

        // proxyInstance=class com.sun.proxy.$Proxy0 内存中动态生成了代理对象
        System.out.println("proxyInstance=" + proxyInstance.getClass());

        //通过代理对象，调用目标对象的方法
        //proxyInstance.teach();

        proxyInstance.sayHello(" tom ");
    }
}

Cglib 代理（子类代理）

Cglib 代理模式的基本介绍

  1. 静态代理和 JDK 代理模式都要求目标对象是实现一个接口,但是有时候目标对象只是一个单独的对象,并没有实现任何的接口,这个时候可使用目标对象子类来实现代理-这就是 Cglib 代理
  2. Cglib 代理也叫作子类代理,它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, 有些书也将Cglib 代理归属到动态代理。
  3. Cglib 是一个强大的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.它广泛的被许多 AOP 的框架使用,例如 Spring AOP，实现方法拦截
  4. 在 AOP 编程中如何选择代理模式：
    1. 目标对象需要实现接口，用 JDK 代理
    2. 目标对象不需要实现接口，用 Cglib 代理
  5. 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

Cglib 代理模式实现步骤

  1. 需要引入 cglib 的 jar 文件
  2. 在内存中动态构建子类，注意代理的类不能为 final，否则报错java.lang.IllegalArgumentException:
  3. 目标对象的方法如果为 final/static,那么就不会被拦截,即不会执行目标对象额外的业务方法.

Cglib 代理模式应用实例

应用实例要求：将前面的案例用 Cglib 代理模式实现

思路图解(类图)

代码实现+Debug 源码[待 debug]

TeacherDao

package com.nemo.proxy.cglib;

public class TeacherDao {

    public String teach() {
        System.out.println(" 老师授课中，我是 cglib 代理，不需要实现接口 "); 
        return "hello";
    }
}

ProxyFactory

package com.nemo.proxy.cglib;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor; 
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;


public class ProxyFactory implements MethodInterceptor {

    //维护一个目标对象 
    private Object target;

    //构造器，传入一个被代理的对象
    public ProxyFactory(Object target) {
        this.target = target;
    }

    //返回一个代理对象: 是 target  对象的代理对象
    public Object getProxyInstance() {
        //1. 创建一个工具类
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        //2. 设置父类
        enhancer.setSuperclass(target.getClass());
        //3. 设置回调函数
        enhancer.setCallback(this);
        //4. 创建子类对象，即代理对象
        return enhancer.create();
    }


    //重写    intercept 方法，会调用目标对象的方法
    @Override
    public Object intercept(Object arg0, Method method, Object[] args, MethodProxy arg3) throws Throwable {
        System.out.println("Cglib 代理模式 ~~ 开始"); 
        Object returnVal = method.invoke(target, args); 
        System.out.println("Cglib 代理模式 ~~ 提交"); 
        return returnVal;
    }
}

Client

package com.nemo.proxy.cglib;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        //创建目标对象
        TeacherDao target = new TeacherDao();

        //获取到代理对象，并且将目标对象传递给代理对象
        TeacherDao proxyInstance = (TeacherDao)new ProxyFactory(target).getProxyInstance();

        //执行代理对象的方法，触发 intecept  方法，从而实现 对目标对象的调用
        String res = proxyInstance.teach(); 
        System.out.println("res=" + res);
    }
}

几种常见的代理模式介绍——几种变体

  1. 防火墙代理
    内网通过代理穿透防火墙，实现对公网的访问。
  2. 缓存代理
    比如：当请求图片文件等资源时，先到缓存代理取，如果取到资源则 ok,如果取不到资源，再到公网或者数据库取，然后缓存。
  3. 远程代理
    远程对象的本地代表，通过它可以把远程对象当本地对象来调用。远程代理通过网络和真正的远程对象沟通信息。
  4. 同步代理：主要使用在多线程编程中，完成多线程间同步工作同步代理：主要使用在多线程编程中，完成多线程间同步工作

正向代理

正向代理：如上网，隐藏客户端信息。

其实，正向与反向是对于我们的客户端来说的，我们要上网，如果它帮我们去上网，那它就是一个正向代理；如果它帮我们的对方服务器，那它就是一个反向代理。

比如上网，我们想要访问谷歌，如果访问不上，那么我们可以搭建一台正向代理服务器，去购买网上的代理服务器，我们为客户端电脑配置上代理服务器的地址，以后电脑想要访问所有的网址，都会由代理服务器帮我们去访问，访问拿到内容以后再帮我们返回。

所以我们看到的是，我们自己搭建的服务器是帮我们进行上网，这个就是正向代理。

如果我们使用了正向代理，由于我们的请求是发给我们的代理服务器，由代理服务器转给我们的整个互联网，所以互联网上看到的所有的访问的ip地址都是来源于代理服务器的ip，这就隐藏了客户端地址信息。

反向代理

反向代理：屏蔽内网服务器信息，负载均衡访问。

反向代理在我们搭建集群环境的时候非常重要。

比如有人访问我们的商城，我们的商城有我们的后台服务集群，这个集群的每一个服务器我们都可能要在内网部署，这是一个内网ip，不可能把每一个服务器的外网ip暴露给外界，这样容易引起攻击。那我们为了别人能够找到我们的内网集群，我们就可以在集群的前面前置一个服务器，这个服务器就叫反向代理。

比如我们前置一个nginx，这个nginx是拥有公网ip的，大家都可以进行访问，无论你在中国还是美国我们都可以来进行访问。但是如果我们去访问我们这个公网的服务器，它会代转给我们的服务集群。它相当于对外界屏蔽了我们整个内网服务集群的信息。

posted @ 2020-07-09 17:23  Nemo&  阅读(372)  评论(0)  编辑  收藏  举报