Java代理模式详解:JDK与CGLIB动态代理及其应用
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更新于2024-09-11
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"Java设计模式及应用场景之《代理模式》"
代理模式是软件设计中的一种经典模式,它允许我们创建一个代理对象,该对象作为原对象的替代品,以控制或增强对原对象的访问。代理模式的核心在于,客户端与真实对象的交互是通过代理对象进行的,这样可以在不影响原有业务逻辑的情况下,增加额外的功能或控制。
1. **代理模式定义**:代理模式的主要目的是在不修改原有对象的情况下,增加一些额外的操作或者控制。代理对象和真实对象通常会实现相同的接口,这样客户端可以通过相同的方式与两者交互,而无需关心实际处理请求的是哪个对象。
2. **代理模式的结构和说明**:
- **聚合代理**:代理对象和真实对象都实现同一个接口,代理对象内部持有真实对象的引用,这样可以通过调用真实对象的方法来实现业务逻辑。
- **继承代理**:代理对象继承自真实对象,但这种方式在需要添加多个代理功能时,可能会导致类层次复杂化,所以通常推荐使用聚合方式。
3. **代理模式的分类**:
- **虚拟代理**:在需要创建昂贵对象时,先创建一个轻量级的代理对象,延迟到真正需要时再创建真实对象,节省资源。
- **保护代理**:控制对象的访问权限,根据用户身份提供不同程度的访问。
- **远程代理**:用于访问位于不同地址空间的对象,如Java的RMI技术。
- **缓冲代理**:缓存常用数据,减少重复计算,提高性能。
- **智能引用代理**:在对象被引用时执行特定操作,如垃圾回收前的清理工作。
4. **JDK动态代理**:
- **使用步骤**:首先,目标对象需要实现一个接口;然后,通过`java.lang.reflect.Proxy`类的静态方法`newProxyInstance()`创建代理对象;最后,通过实现`java.lang.reflect.InvocationHandler`接口的`invoke()`方法定义代理行为。
- **示例**:创建一个InvocationHandler实现类,然后通过Proxy.newProxyInstance()方法创建代理对象,代理对象调用方法时,会触发InvocationHandler的invoke()方法。
- **实现原理**:JDK动态代理利用了Java的反射机制,生成一个实现了所有目标接口的代理类的字节码,然后通过ClassLoader加载这个字节码,创建代理对象。
- **局限性**:JDK动态代理只能代理实现了接口的类,无法代理没有接口的类。
5. **CGLIB动态代理**:
- **使用步骤**:CGLIB是一个代码生成库,能够生成子类并拦截方法调用,适用于没有实现接口的类。
- **示例**:通过CGLIB的Enhancer类创建代理对象,并设置拦截器。
- **实现原理**:CGLIB通过生成目标类的子类来实现代理,然后在子类的方法上织入拦截代码。
- **注意事项**:CGLIB代理可能比JDK动态代理慢,因为需要创建子类,且对于final方法无法拦截。
6. **三种代理方式的对比**:JDK动态代理简单且易于理解,适用于有接口的情况;CGLIB则在没有接口时更为适用,但可能效率较低;两者的选择取决于具体需求。
7. **代理模式的应用场景及案例**:
- **权限控制**:例如,论坛中的发帖功能,用户需要登录后才能发帖,代理对象可以在调用真实对象的发帖方法前检查用户是否已登录。
- **事务管理**:在业务操作开始前开启事务,结束后提交或回滚,确保数据一致性。
- **缓存**:在数据库操作前,先检查内存中的缓存,避免不必要的数据库访问。
- **日志记录**:在方法调用前后记录操作日志,便于追踪和调试。
代理模式是一种非常实用的设计模式,能够帮助我们优雅地扩展功能,同时保持代码的整洁和模块化。在Java中,无论是静态代理还是动态代理,都有其独特的应用场景和价值。
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