Java 设计模式之代理模式

代理模式是开发中非常常见的一种设计模式，属于结构型模式。代理模式的动机简单点说就是，有时不方便或者不能直接访问一个对象时，可以通过一个代理对象来实现间接访问。在现实中有很多类似的例子：不想走那么远去火车站买票，就去近一点的代售点买票。不方便约明星谈合作，就和明星的经纪人谈。没有带现金，于是用手机微信作为代理买单。下面就具体分析代理模式以及动态代理的原理。

代理模式（Proxy Pattern）

定义

给某个对象提供一个代理，并由代理对象控制原对象的引用。属于对象结构型模式。

结构

代理模式主要包括三个角色：

Subject，对象的接口
RealSubject，实际对象
ProxySubject，代理对象，持有实际对象的引用

代理模式比较简单，就不再描述示例代码了。

有两点需要注意的：代理对象与实际对象实现相同的接口；代理对象持有实际对象的引用，调用代理对象方法最终会调用实际对象的实现。

与其他模式的区别

代理模式提供的接口不变，适配器模式是为实际对象提供一个不同的接口，装饰器模式是提供一个额外的接口。
代理模式和装饰器模式的结构非常相似，都持有原有对象的引用。

动态代理

上面代理模式的实现是静态代理，还有运行时生成代理类的动态代理，比较常见的是 Java 中动态代理机制，Retrofit 框架就是通过 Java 的动态代理把方法调用转换为网络请求。

Java 动态代理机制

先看下如何使用：

// 需要代理的对象接口
interface Subject {
    void sayHello();
    void sayGoodBye();
}
// 实际对象
public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("hello!");
    }
    @Override
    public void sayGoodBye() {
        System.out.println("goodbye!");
    }
}
// 代理处理器，并不是代理类
public class InvocationImp implements InvocationHandler {
    private Object obj; // 代理的实际对象的引用
    public InvocationImp(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("before invocation");
        Object result = method.invoke(obj, args);   // 调用实际对象的方法
        System.out.println("after invocation");
        return result;
    }
}
// 调用
Subject realSubject = new RealSubject();
InvocationHandler invocationHandler = new InvocationImp(realSubject);
Subject proxySubject = (Subject) Proxy.newProxyInstance(realSubject.getClass().getClassLoader(), realSubject.getClass().getInterfaces(), invocationHandler);
proxySubject.sayHello();
proxySubject.sayGoodBye();

上面代码的输出：

before invocation
hello!
after invocation
before invocation
goodbye!
after invocation

Java 动态代理机制的原理

代理对象是通过Proxy.newProxyInstance方法生成的，代理对象的类通过 jd-jui 工具反编译后大致如下：

1
2
3

public final class ProxySubject extends Proxy implements Subject{
    ...
}

动态生成的代理类继承自java.lang.reflect.Proxy类，实现了需要代理的接口 Subject，而静态代理中代理类是我们自己写出来的。

动态代理的调用链：调用 proxyObject 方法 -> InvocationHandler.invoke -> 调用 realObject 方法

静态代理的调用链：调用 proxyObject 方法 -> 调用 realObject 方法

Java 动态代理机制的优缺点

优点：

解耦代理类与实际类，InvocationHandler 中传入的实际对象是不确定的，代理类不知道代理的具体是哪个对象。
减少代码量，代理多个接口时，InvocationHandler 实现可以不变
可以实现切片编程（AOSP）

缺点：

生成代理对象时使用了反射，性能有所下降。
Java 动态代理只能根据接口创建，不能根据类或抽象类创建。

参考文章