Java代理模式详解：JDK与CGLIB动态代理及其应用

"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。