設計模式之動態代理

一、動態代理概念

動態代理分為JDK動態代理和cglib動態代理兩種方式。

jdk動態代理是由Java內部的反射機制來實現的，cglib動態代理底層則是藉助asm來實現的。

總的來說，反射機制在生成類的過程中比較高效，而asm在生成類之後的相關執行過程中比較高效（可以通過將asm生成的類進行緩存，這樣解決asm生成類過程低效問題）。

還有一點必須註意：jdk動態代理的應用前提，必須是目標類基於統一的介面。如果沒有上述前提，jdk動態代理不能應用。

由此可以看出，jdk動態代理有一定的局限性，cglib這種第三方類庫實現的動態代理應用更加廣泛，且在效率上更有優勢。

二、JDK動態代理

以下代碼使用代理模式實現一個大小寫字元轉換的功能。

定義介面和實現類：

ISomeService介面：

package com.ietree.basicskill.designpattern.dynamicproxy.jdk;

/**
 * 介面類
 * 
 * @author Root
 */
public interface ISomeService {
    
    String doFirst();
    
    void doSecond();
}

SomeServiceImpl實現類：

package com.ietree.basicskill.designpattern.dynamicproxy.jdk;

/**
 * 實現類
 * 
 * @author Root
 */
public class SomeServiceImpl implements ISomeService {

    @Override
    public String doFirst() {
        System.out.println("執行doFirst()...");
        String result = "abcde";
        return result;
    }

    @Override
    public void doSecond() {
        System.out.println("執行doSecond()...");
    }

}

JDK動態代理類：

package com.ietree.basicskill.designpattern.dynamicproxy.jdk;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        final ISomeService target = new SomeServiceImpl();
        
        // 使用JDK的Proxy動態代理，要求目標類和代理類必須實現相同的介面，因為其底層的執行原理與靜態代理的相同
        ISomeService service = (ISomeService) Proxy.newProxyInstance(
                // 目標類的類載入器
                target.getClass().getClassLoader(),
                // 目標類所實現的所有介面
                target.getClass().getInterfaces(), 
                new InvocationHandler() {
                    // proxy：代理對象
                    // method：目標方法
                    // args：目標方法的參數列表
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        // 調用目標方法
                        Object result = method.invoke(target, args);
                        if (result != null) {
                            result = ((String) result).toUpperCase();
                        }
                        return result;
                    }
                });
        String result = service.doFirst();
        System.out.println(result);

        service.doSecond();
    }
}

三、cglib動態代理

Cglib是一個優秀的動態代理框架，它的底層使用ASM在記憶體中動態的生成被代理類的子類，使用CGLIB即使代理類沒有實現任何介面也可以實現動態代理功能。CGLIB具有簡單易用，它的運行速度要遠遠快於JDK的Proxy動態代理：

CGLIB的核心類：
    net.sf.cglib.proxy.Enhancer – 主要的增強類
    net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor – 主要的方法攔截類，它是Callback介面的子介面，需要用戶實現
    net.sf.cglib.proxy.MethodProxy – JDK的java.lang.reflect.Method類的代理類，可以方便的實現對源對象方法的調用,如使用：
    Object o = methodProxy.invokeSuper(proxy, args);//雖然第一個參數是被代理對象，也不會出現死迴圈的問題。

net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor介面是最通用的回調（callback）類型，它經常被基於代理的AOP用來實現攔截（intercept）方法的調用。這個介面只定義了一個方法
public Object intercept(Object object, java.lang.reflect.Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable;

第一個參數是代理對像，第二和第三個參數分別是攔截的方法和方法的參數。原來的方法可能通過使用java.lang.reflect.Method對象的一般反射調用，或者使用 net.sf.cglib.proxy.MethodProxy對象調用。net.sf.cglib.proxy.MethodProxy通常被首選使用，因為它更快。

以下程式實現了大小寫轉換的功能：

實現類SomeService：

package com.ietree.basicskill.designpattern.dynamicproxy.cglib;

/**
 * 實現類
 * 
 * @author Root
 */
public class SomeService {

    public String doFirst() {
        System.out.println("執行doFirst()...");
        String result = "abcde";
        return result;
    }

    public void doSecond() {
        System.out.println("執行doSecond()...");
    }

}

代理類MyCglibFactory：

package com.ietree.basicskill.designpattern.dynamicproxy.cglib;

import java.lang.reflect.Method;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

public class MyCglibFactory implements MethodInterceptor {

    private SomeService target;
    
    public MyCglibFactory() {
        super();
        target = new SomeService();
    }

    public SomeService myCglibCreator() {
        // 創建增強器對象
        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        // 指定目標類，即父類
        enhancer.setSuperclass(SomeService.class);
        // 設置回調介面對象
        enhancer.setCallback(this);

        return (SomeService) enhancer.create();
    }

    @Override
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        // 調用目標方法
        Object result = method.invoke(target, args);
        if (result != null) {
            result = ((String) result).toUpperCase();
        }
        return result;
    }

}

測試：

package com.ietree.basicskill.designpattern.dynamicproxy.cglib;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        SomeService service = new MyCglibFactory().myCglibCreator();
        
        String result = service.doFirst();
        System.out.println("result = " + result);

        service.doSecond();
    }
}

運行結果：

執行doFirst()...
result = ABCDE
執行doSecond()...