设计模式学习笔记——代理模式

 

代理模式ProxyPattern

给某一个对象提供一个代理对象，并由代理对象控制原对象的引用。

 

代理模式的组成角色：

抽象主题角色Subject：生命了真实主题和代理主题的共同接口

代理主题角色ProxySubject：内部含有真实主题的引用，可以在任何时候操作真实主体对象,添加额外操作，对真是对象进行封装

真实主题角色RealSubject：具体需要的逻辑实现

搜了张类图来看下三者关系

代理主题不改变真实主题的接口，让客户端感觉不到代理的存在，只起到一个传递作用。

 

代理模式有很多种类，包括：

远程代理，虚拟代理，保护代理，Cache代理，防火墙代理，智能引用代理等等等等 他们各有各得特点

例如保护代理提供额外的一个权限控制，只能引用代理可额外提供计数等操作，虚拟代理提供了创建大资源消耗对象时的一种解决方案等。

 

首先看一个最简单的例子，来了解Proxy的工作原理

首先是Subject，已经成为惯例的抽象接口

 

public interface Subject {
	public void doSomething();
}

 

 

RealSubject，作为Subject接口的具体实现，负责处理逻辑业务

 

public class RealSubject implements Subject {
	public void doSomething() {
		System.out.println("Do Something");
	}
}

 

 

ProxySubject，就是代理了，在这里在处理前后提供了额外的操作

 

public class ProxySubject implements Subject {
	private RealSubject realSubject;
	
	public void doSomething() {
		beforeDo();
		if(realSubject==null){
			realSubject=new RealSubject();
		}
		realSubject.doSomething();
		afterDo();
	}
	private void beforeDo(){
		System.out.println("before Do");
	}
	private void afterDo(){
		System.out.println("after Do");
	}
}

 

 

最终的效果

 

public class ProxyPattern {
	public static void main(String[] args){	
		Subject subject=new ProxySubject();
		subject.doSomething();
	}	
}

 

 输出：

 

before Do

Do Something

after Do

 

 

以上其实是最简单的代理模式，只是一个框架，但真实的情况要复杂很多，所以后面提到的是其他不同类型的代理

说到代理模式，绝大多数都会联想到Java反射机制，在这之前，先稍微改造一下上面的简单例子，让它在形式上更接近反射的样子

同样的3个角色，只是在方法的返回类型上，由void改变成了Object，同时在代理中，我们为它加入一些虚拟的验证和计数工作，类似智能引用代理

 

public interface Subject2 {
	public Object doSomething();
}

 

public class RealSubjectFactory implements Subject2 {
	public Object doSomething() {
		System.out.println("Do Something");
		return new Object();
	}
}

 

 

public class ProxySubject2 implements Subject2 {
	private RealSubjectFactory factory;
	private static int count=0;
	public Object doSomething() {
		if(check()){
			if(factory==null){
				factory=new RealSubjectFactory();
			}
			Object object=factory.doSomething();
			count++;
			System.out.println("Count: "+count);
			return object;
		}else{
			return null;
		}
	}
	private boolean check(){
		System.out.println("Checked!");
		return true;
	}
}

 

public class ProxyPattern2 {
	public static void main(String[] args) {
		Subject2 subject=new ProxySubject2();
		subject.doSomething();
	}
}

 运行的结果是：

Checked!

Do Something

Count: 1

 

有了上面的2个例子，我们继续扩展，如何使用Java反射构建动态代理

在java.lang.reflect中提供了Proxy，InvocationHandler和Method等三个类，可以按照步骤创建自己的动态代理对象：

1 指明一系列的接口来创建代理对象

2 创建一个调用处理器对象（InvocationHandler）

3 将这个代理指定为某个对象的代理对象

4 在调用处理器的invoke()方法中采取代理，一方面将调用传递给真实对象，另一方面执行各种需要的操作

public class ReflectProxy implements InvocationHandler {
	//被代理的对象
	private Object proxyObject;

	public ReflectProxy(Object obj) {
		this.proxyObject = obj;
	}

	public static Object factory(Object obj) {
		Class cls = obj.getClass();
		//通过Proxy类的newProxyInstance方法返回代理对象，生成代理
		return Proxy.newProxyInstance(cls.getClassLoader(),
				cls.getInterfaces(), new ReflectProxy(obj));
	}

	public Object invoke(Object proxyObj, Method method, Object[] args)
			throws Throwable {
		System.out.println("*** BEFORE DOING ***");
		if(args!=null){
			System.out.println("方法有"+args.length+"个参数，他们是：");
			for(int i=0;i<args.length;i++){
				System.out.println(args[i]+"");
			}
		}
		//利用反射机制动态调用原对象的方法
		Object o=method.invoke(proxyObject, args);
		System.out.println("*** AFTER DOING ***");
		return null;
	}
	
	public static void main(String agr[]){  
		Subject2 subject=(Subject2)factory(new RealSubjectFactory());
		subject.doSomething();
    } 
}

 输出的结果是：

*** BEFORE DOING ***

Do Something

*** AFTER DOING ***

 

在上面的代码中，ReflectProxy代理并没有去实现Subject，这就使得该Proxy可以通用到其他的接口中。

通过InvocationHandler接口处理，在invoke方法中改变原来对象的调用过程，通过反射动态调用原对象的方法。

通过这种方式 可以做到对特定方法的的特定处理等定制化操作

在虚拟代理中，可以将大消耗工作的完成等待过程交给代理，由代理完成UI上同用户的反馈。

 

最后附上java反射机制的使用方法 转自http://blog.csdn.net/nemo2011/article/details/6585683

JAVA反射机制

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

Java反射机制主要提供了以下功能： 在运行时判断任意一个对象所属的类；在运行时构造任意一个类的对象；在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；在运行时调用任意一个对象的方法；生成动态代理。

1. 得到某个对象的属性

public Object getProperty(Object owner, String fieldName) throws Exception {
		Class ownerClass = owner.getClass();
		Field field = ownerClass.getField(fieldName);
		Object property = field.get(owner);
		return property;
	}

 

Class ownerClass = owner.getClass()：得到该对象的Class。

Field field = ownerClass.getField(fieldName)：通过Class得到类声明的属性。

Object property = field.get(owner)：通过对象得到该属性的实例，如果这个属性是非公有的，这里会报IllegalAccessException。

 

2. 得到某个类的静态属性 

public Object getStaticProperty(String className, String fieldName)
			throws Exception {
		Class ownerClass = Class.forName(className);
		Field field = ownerClass.getField(fieldName);
		Object property = field.get(ownerClass);
		return property;
	}

 

Class ownerClass = Class.forName(className) ：首先得到这个类的Class。

Field field = ownerClass.getField(fieldName)：和上面一样，通过Class得到类声明的属性。

Object property = field.get(ownerClass) ：这里和上面有些不同，因为该属性是静态的，所以直接从类的Class里取。

 

3. 执行某对象的方法

public Object invokeMethod(Object owner, String methodName, Object[] args)
			throws Exception {
		Class ownerClass = owner.getClass();
		Class[] argsClass = new Class[args.length];
		for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {
			argsClass[i] = args[i].getClass();
		}
		Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass);
		return method.invoke(owner, args);
	}

 

Class owner_class = owner.getClass() ：首先还是必须得到这个对象的Class。

配置参数的Class数组，作为寻找Method的条件。

Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass)：通过methodName和参数的argsClass（方法中的参数类型集合）数组得到要执行的Method。

method.invoke(owner, args)：执行该Method.invoke方法的参数是执行这个方法的对象owner，和参数数组args，可以这么理解：owner对象中带有参数args的method方法。返回值是Object，也既是该方法的返回值。

 

4. 执行某个类的静态方法

public Object invokeStaticMethod(String className, String methodName,
			Object[] args) throws Exception {
		Class ownerClass = Class.forName(className);
		Class[] argsClass = new Class[args.length];
		for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {
			argsClass[i] = args[i].getClass();
		}
		Method method = ownerClass.getMethod(methodName, argsClass);
		return method.invoke(null, args);
	}

 

基本的原理和实例3相同，不同点是最后一行，invoke的一个参数是null，因为这是静态方法，不需要借助实例运行。

 

5. 新建实例

public Object newInstance(String className, Object[] args) throws Exception {
		Class newoneClass = Class.forName(className);
		Class[] argsClass = new Class[args.length];
		for (int i = 0, j = args.length; i < j; i++) {
			argsClass[i] = args[i].getClass();
		}
		Constructor cons = newoneClass.getConstructor(argsClass);
		return cons.newInstance(args);
	}

 

这里说的方法是执行带参数的构造函数来新建实例的方法。如果不需要参数，可以直接使用newoneClass.newInstance()来实现。

Class newoneClass = Class.forName(className)：第一步，得到要构造的实例的Class。

得到参数的Class数组。

Constructor cons = newoneClass.getConstructor(argsClass)：得到构造子。

cons.newInstance(args)：新建实例。

 

6. 判断是否为某个类的实例

public boolean isInstance(Object obj, Class cls) {
		return cls.isInstance(obj);
	}

 

7. 得到数组中的某个元素

public Object getByArray(Object array, int index) {
		return Array.get(array, index);
	}

 

其他的参考源：

http://www.iteye.com/topic/517835

http://www.blogjava.net/baoyaer/articles/84080.html