设计模式笔记_结构型_代理模式
1. 代理模式介绍
代理模式是一种结构型设计模式，它允许你提供一个代理对象来控制对另一个对象的访问。代理对象通常在客户端和目标对象之间起到中介作用，能够在不改变目标对象的前提下增加额外的功能操作，比如延迟初始化、访问控制、日志记录等。
通俗来说，代理模式就像是你在现实生活中使用中介服务一样。比如租房时，你可能不会直接联系房东，而是通过房屋中介来完成租赁过程。中介（代理）会帮你处理一些细节问题，如看房、谈判价格等，最终让你顺利租到房子。
代理模式有四种常见实现方式：
| 实现方式 | 核心机制 | 依赖要求 | 限制条件 | 性能 | 灵活性 | 代码侵入性 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 基于接口的静态代理 | 手动创建代理类，实现相同接口 | 依赖接口 | 必须实现接口 | ★★★★☆ (高) | ★★☆☆☆ (低) | 高 |
| 基于继承的静态代理 | 代理类继承目标类并重写方法 | 不需要接口 | 不能代理final类/方法 | ★★★★☆ (高) | ★★☆☆☆ (低) | 高 |
| 基于JDK的动态代理 | Proxy+InvocationHandler反射生成字节码 | 必须实现接口 | JDK原生支持，要求有接口 | ★★★☆☆ (中等) | ★★★★★ (高) | 无 |
| 基于CGLIB的动态代理 | 继承目标类+MethodInterceptor修改字节码 | 不需要接口 | 不能代理final类/方法；需第三方库 | ★★★★☆ (较高) | ★★★★★ (高) | 无 |
2.代码演示
2.1 基于接口的静态代理
实现原理：
- 代理类与目标类实现相同接口
- 代理类持有目标对象的引用
- 手动在接口方法中添加增强逻辑
示例场景：
//接口
public interface Subject {void request();
}//被代理的目标类
public class RealSubject implements Subject {@Overridepublic void request() {System.out.println("RealSubject: Handling request.");}
}//“基于接口”的静态代理类
public class ProxySubject implements Subject {private RealSubject realSubject;@Overridepublic void request() {if (realSubject == null) {realSubject = new RealSubject();}System.out.println("ProxySubject: Pre-processing before handling request.");realSubject.request();System.out.println("ProxySubject: Post-processing after handling request.");}
}使用方式：
public class Demo {public static void main(String[] args) {System.out.println("Using RealSubject directly:");Subject realSubject = new RealSubject();realSubject.request();System.out.println("\nUsing ProxySubject:");Subject proxySubject = new ProxySubject();proxySubject.request();}
}2.2 基于继承的静态代理
实现原理：
- 代理类继承目标类
- 重写方法并添加增强逻辑
- 通过
super调用父类方法
示例场景：
//被代理的目标类
public class RealSubject {public void request() {System.out.println("RealSubject: Handling request.");}
}//“基于继承”的静态代理方式
public class ProxySubjectByInheritance extends RealSubject {@Overridepublic void request() {System.out.println("ProxySubjectByInheritance: Pre-processing before handling request.");super.request();System.out.println("ProxySubjectByInheritance: Post-processing after handling request.");}
}使用方式：
public class Demo {public static void main(String[] args) {System.out.println("Using RealSubject directly:");Subject realSubject = new RealSubject();realSubject.request();System.out.println("\nUsing ProxySubjectByInheritance:");Subject proxySubjectByInheritance = new ProxySubjectByInheritance();proxySubjectByInheritance.request();}
}2.3 基于JDK的动态代理
实现原理：
- 底层使用Java的反射机制
- 运行时通过
java.lang.reflect.Proxy.newProxyInstance()动态生成代理对象 - 通过
InvocationHandler统一处理所有方法调用
示例场景
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;/*** “基于JDK”的动态代理(可以看作是“基于接口”的动态代理)* 要求: 代理的目标对象必须实现接口* 提供者: JDK，使用JDK官方的Proxy类创建代理对象* 代理类: 生成的代理类和被代理类基于相同的接口，只能使用用接口里的public方法**/
public class JdkProxySubject implements InvocationHandler {private Object target;/*** 创建代理对象的方法** @param target 被代理的原始对象; 被代理对象的类必须实现接口* @return 代理对象; 与被代理对象实现相同接口*/public Object getInstance(Object target) {this.target = target;// 创建对象的代理对象// 参数1:类加载器; 参数2:被代理对象的接口; 参数3:代理类return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(), target.getClass().getInterfaces(), this);}/*** 拦截所有目标类的方法** @param proxy 目标类对象* @param method 目标类的方法* @param args 目标类的方法参数* @return 目标类方法的返回值* @throws Throwable 目标类方法抛出的异常*/@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("JdkProxySubject: Pre-processing before handling request.");Object result = method.invoke(target, args);System.out.println("JdkProxySubject: Post-processing after handling request.");return result;}
}使用方式：
public class Demo {public static void main(String[] args) {System.out.println("Using RealSubject directly:");Subject realSubject = new RealSubject();realSubject.request();System.out.println("\nUsing JdkProxySubject:");JdkProxySubject jdkProxySubject = new JdkProxySubject();Subject realSubjectProxy = (Subject) jdkProxySubject.getInstance(new RealSubject());realSubjectProxy.request();}
}2.4 基于CGLIB的动态代理
实现原理：
- 使用CGLIB库来生成代理类，这个库允许我们在运行时动态地创建目标类的子类
- 采用方法拦截（
MethodInterceptor）机制 - 通过FastClass机制避免反射调用
示例场景：
import org.springframework.cglib.proxy.Enhancer;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import org.springframework.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;/*** “基于CGLB”的动态代理(可以看作“基于继承”的动态代理)* 提供者: 第三方 CGLib，使用CGLib的Enhancer类创建代理对象* 代理类: 生成的代理类是被代理类的子类，可以使用被代理类中的 public 和 protected 方法*/
public class CglibProxySubject implements MethodInterceptor {private Object target;/*** 使用CGLib创建动态代理对象** @param target 被代理的原始对象; 被代理对象不能用final修饰(final修饰后无法继承了)* @return 代理对象; 是被代理对象的子类*/public Object getInstance(Object target) {this.target = target;Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());enhancer.setCallback(this);return enhancer.create();}/*** 拦截所有目标类的方法** @param obj 目标类的实例* @param method 目标类的方法* @param args 目标类方法的参数* @param proxy 目标类方法的代理* @return 目标类方法的返回值* @throws Throwable 目标类方法抛出的异常*/@Overridepublic Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {System.out.println("CglibProxySubject: Pre-processing before handling request.");Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);System.out.println("CglibProxySubject: Post-processing after handling request.");return result;}
}使用方式：
public class Demo {public static void main(String[] args) {System.out.println("Using RealSubject directly:");Subject realSubject = new RealSubject();realSubject.request();System.out.println("\nUsing CglibProxySubject:");CglibProxySubject cglibProxySubject = new CglibProxySubject();RealSubject realSubjectCglibProxy = (RealSubject) cglibProxySubject.getInstance(new RealSubject());realSubjectCglibProxy.request();}
}3.四种代理模式比较
以下是四种代理模式的对比分析及使用场景总结：
| 代理方式 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 基于接口的静态代理 | 1.结构清晰，易于理解和维护 2.性能最优（无反射开销），类型安全 | 1.需要为每个被代理类编写代理类，代码冗余 2.类方法变更需同步修改代理类 | 1.接口方法数量少且稳定 2.需要极致性能的场景（如高频调用）或者需要精确控制代理逻辑的场景 3.简单项目或教学演示 |
| 基于继承的静态代理 | 1.可以代理没有接口的类 | 1.同样需要编写大量代码； 2.不能代理final类/方法 3.类方法变更需修改代理类 | 1.遗留系统改造(无接口的类) 2.需要代理第三方类库(拿不到三方类库的接口) 3.不涉及final修饰的类/方法 |
| JDK动态代理 | 1.无需编写代理类(动态生成)，自动适配所有接口方法，减少代码量； 2. 支持统一拦截逻辑 | 1.只能代理实现了接口的类； 2.反射调用性能略低 | 1.Spring AOP默认实现 2.需要代理接口多个方法的场景 3.代理逻辑复杂且需复用的系统（如日志/事务统一管理） |
| CGLIB动态代理 | 1.可以代理没有接口的类； 2.性能通常优于JDK动态代理，接近静态代理（FastClass机制） | 1.不能代理final类或final方法； 2.需引入第三方库（如Spring-core已内置） 3.生成字节码可能增加内存开销 | 1.代理没有接口的类(Spring对无接口Bean的代理) 2.需要高性能代理的场景（如Hibernate延迟加载） 3.代理非final的第三方类库 |