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java设计模式七、代理模式

news 2025/10/24 8:03:47

什么是代理模式

代理模式是一种常见的设计模式，它通过创建一个代理对象来控制对原始对象的访问。这种模式在现实生活中有很多类比，比如房产中介、律师代理等，他们都代表另一个人或组织执行某些功能。

在软件开发中，代理模式主要用于：

控制对原始对象的访问
添加额外的功能（如日志、权限检查）
延迟创建开销大的对象
提供远程访问的本地代表

静态代理

静态代理的基本概念

静态代理是通过显式创建一个代理类来实现的，这个代理类和原始类实现相同的接口。代理对象在调用原始对象方法的前后，可以添加额外的处理逻辑。

静态代理的实现示例

假设我们有一个用户数据库操作的场景，首先定义接口：

java

// 用户DAO接口
public interface UserDao {void save(User user);User findById(int id);void delete(int id);
}// 用户实体类
public class User {private int id;private String name;private String email;// 构造方法、getter和setterpublic User(int id, String name, String email) {this.id = id;this.name = name;this.email = email;}// getter和setter方法省略...
}

接下来是实现类：

java

// 具体的用户DAO实现
public class UserDaoImpl implements UserDao {@Overridepublic void save(User user) {System.out.println("YA33: 保存用户信息到数据库 - " + user.getName());// 实际的数据库保存逻辑}@Overridepublic User findById(int id) {System.out.println("YA33: 从数据库查询用户ID - " + id);// 实际的数据库查询逻辑return new User(id, "用户" + id, "user" + id + "@example.com");}@Overridepublic void delete(int id) {System.out.println("YA33: 从数据库删除用户ID - " + id);// 实际的数据库删除逻辑}
}

然后是静态代理类：

java

// 静态代理类
public class UserDaoStaticProxy implements UserDao {private UserDao target;public UserDaoStaticProxy(UserDao target) {this.target = target;}@Overridepublic void save(User user) {System.out.println("YA33: [代理] 开始事务");try {target.save(user);System.out.println("YA33: [代理] 提交事务");} catch (Exception e) {System.out.println("YA33: [代理] 回滚事务");throw e;}}@Overridepublic User findById(int id) {System.out.println("YA33: [代理] 记录查询日志 - 查询用户ID: " + id);long startTime = System.currentTimeMillis();User user = target.findById(id);long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("YA33: [代理] 查询耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");return user;}@Overridepublic void delete(int id) {System.out.println("YA33: [代理] 权限检查");// 模拟权限检查if (checkPermission()) {target.delete(id);System.out.println("YA33: [代理] 删除操作完成");} else {System.out.println("YA33: [代理] 权限不足，删除操作被拒绝");}}private boolean checkPermission() {// 模拟权限检查逻辑return true;}
}

静态代理的使用

java

// 测试静态代理
public class StaticProxyTest {public static void main(String[] args) {// 创建目标对象UserDao target = new UserDaoImpl();// 创建代理对象UserDao proxy = new UserDaoStaticProxy(target);// 使用代理对象User user = new User(1, "YA33", "ya33@example.com");proxy.save(user);User foundUser = proxy.findById(1);System.out.println("找到用户: " + foundUser.getName());}
}

静态代理的优缺点

优点：

结构简单，易于理解和实现
可以在不修改目标对象的情况下添加功能
符合开闭原则

缺点：

如果接口增加方法，代理类和目标类都需要修改
每个需要代理的类都需要创建一个对应的代理类，导致类数量增加
代码重复，如果多个类需要相同的增强功能，需要在每个代理类中重复编写

动态代理

动态代理的基本概念

动态代理在运行时动态生成代理对象，不需要像静态代理那样为每个类显式编写代理类。Java提供了两种主要的动态代理方式：JDK动态代理和CGLIB动态代理。

JDK动态代理

JDK动态代理原理

JDK动态代理基于接口实现，使用Java反射机制在运行时创建代理对象。核心类是java.lang.reflect.Proxy和java.lang.reflect.InvocationHandler。

JDK动态代理实现

java

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;// 创建动态代理对象
public class JdkProxyFactory {// 维护一个目标对象private Object target;public JdkProxyFactory(Object target) {this.target = target;}// 给目标对象生成代理对象public Object getProxyInstance() {return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),target.getClass().getInterfaces(),new InvocationHandler() {@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("YA33: [JDK代理] 开始执行方法: " + method.getName());// 方法执行前增强preProcess(method, args);long startTime = System.currentTimeMillis();// 执行目标对象方法Object returnValue = method.invoke(target, args);long endTime = System.currentTimeMillis();// 方法执行后增强postProcess(method, args, returnValue, endTime - startTime);System.out.println("YA33: [JDK代理] 方法执行完成: " + method.getName());return returnValue;}private void preProcess(Method method, Object[] args) {System.out.println("YA33: [JDK代理] 前置处理 - 方法: " + method.getName());if (args != null) {for (int i = 0; i < args.length; i++) {System.out.println("YA33: [JDK代理] 参数" + i + ": " + args[i]);}}}private void postProcess(Method method, Object[] args, Object returnValue, long duration) {System.out.println("YA33: [JDK代理] 后置处理 - 方法: " + method.getName());System.out.println("YA33: [JDK代理] 执行耗时: " + duration + "ms");if (returnValue != null) {System.out.println("YA33: [JDK代理] 返回值: " + returnValue);}}});}
}

JDK动态代理使用示例

java

// 测试JDK动态代理
public class JdkProxyTest {public static void main(String[] args) {// 创建目标对象UserDao target = new UserDaoImpl();// 创建代理工厂JdkProxyFactory factory = new JdkProxyFactory(target);// 获取代理对象UserDao proxy = (UserDao) factory.getProxyInstance();// 使用代理对象User user = new User(1, "YA33", "ya33@example.com");proxy.save(user);User foundUser = proxy.findById(1);System.out.println("找到用户: " + foundUser.getName());proxy.delete(1);}
}

CGLIB动态代理

CGLIB动态代理原理

CGLIB(Code Generation Library)是一个强大的高性能代码生成库，它通过继承目标类并重写方法来实现代理，因此不需要目标类实现接口。

CGLIB动态代理实现

首先需要添加CGLIB依赖：

xml

<!-- Maven依赖 -->
<dependency><groupId>cglib</groupId><artifactId>cglib</artifactId><version>3.3.0</version>
</dependency>

然后实现CGLIB代理：

java

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;import java.lang.reflect.Method;// CGLIB代理工厂
public class CglibProxyFactory implements MethodInterceptor {// 维护目标对象private Object target;public CglibProxyFactory(Object target) {this.target = target;}// 给目标对象创建代理对象public Object getProxyInstance() {// 1. 工具类Enhancer en = new Enhancer();// 2. 设置父类en.setSuperclass(target.getClass());// 3. 设置回调函数en.setCallback(this);// 4. 创建子类(代理对象)return en.create();}@Overridepublic Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {System.out.println("YA33: [CGLIB代理] 开始执行方法: " + method.getName());// 方法执行前增强preProcess(method, args);long startTime = System.currentTimeMillis();// 执行目标对象的方法Object returnValue = method.invoke(target, args);long endTime = System.currentTimeMillis();// 方法执行后增强postProcess(method, args, returnValue, endTime - startTime);System.out.println("YA33: [CGLIB代理] 方法执行完成: " + method.getName());return returnValue;}private void preProcess(Method method, Object[] args) {System.out.println("YA33: [CGLIB代理] 前置处理 - 方法: " + method.getName());if ("save".equals(method.getName())) {System.out.println("YA33: [CGLIB代理] 数据验证...");}if ("delete".equals(method.getName())) {System.out.println("YA33: [CGLIB代理] 权限验证...");}}private void postProcess(Method method, Object[] args, Object returnValue, long duration) {System.out.println("YA33: [CGLIB代理] 后置处理 - 方法: " + method.getName());System.out.println("YA33: [CGLIB代理] 执行耗时: " + duration + "ms");if ("findById".equals(method.getName()) && returnValue != null) {User user = (User) returnValue;System.out.println("YA33: [CGLIB代理] 查询结果: " + user.getName() + " (" + user.getEmail() + ")");}}
}

CGLIB动态代理使用示例

java

// 测试CGLIB动态代理
public class CglibProxyTest {public static void main(String[] args) {// 创建目标对象 - 注意这里不需要接口UserDaoImpl target = new UserDaoImpl();// 创建代理工厂CglibProxyFactory factory = new CglibProxyFactory(target);// 获取代理对象UserDaoImpl proxy = (UserDaoImpl) factory.getProxyInstance();// 使用代理对象User user = new User(1, "YA33", "ya33@example.com");proxy.save(user);User foundUser = proxy.findById(1);System.out.println("找到用户: " + foundUser.getName());}
}

静态代理与动态代理对比

实现方式对比

特性	静态代理	JDK动态代理	CGLIB动态代理
实现方式	手动编写代理类	基于接口，使用Proxy类	基于继承，使用Enhancer类
是否需要接口	是	是	否
性能	较高	中等（反射调用）	较高（方法调用优化）
灵活性	低	高	高
依赖	无	JDK自带	需要CGLIB库

应用场景

静态代理适用场景：

代理类较少，功能简单
需要明确控制代理逻辑
性能要求极高的场景

JDK动态代理适用场景：

目标对象实现了接口
需要代理多个类，且有相同接口
AOP编程

CGLIB动态代理适用场景：

目标对象没有实现接口
需要高性能的代理
Spring AOP默认使用方式

在MyBatis-Spring中的应用

在MyBatis-Spring框架中，动态代理被广泛应用于Mapper接口的实现。框架在启动时会为每个Mapper接口创建动态代理对象，当调用接口方法时，代理对象会将方法调用转换为SQL执行。

MyBatis Mapper代理示例

java

// Mapper接口
public interface UserMapper {User selectUserById(int id);void insertUser(User user);void updateUser(User user);void deleteUser(int id);
}// 使用示例
@Autowired
private UserMapper userMapper; // 实际上是一个动态代理对象public void testMapper() {User user = userMapper.selectUserById(1);System.out.println("YA33: 查询到用户: " + user.getName());
}