设计模式笔记--代理模式

常用设计模式有23中，分为：

创建型模式（主要用于创建对象）

1、单例模式 2、工厂方法模式 3、抽象工厂模式 4、建造者模式 5、原型模式
行为型模式（主要用于描述对象或类是怎样交互和怎样分配职责）

1、模板方法模式 2、中介者模式 3、命令模式 4、责任链模式 5、策略模式 6、迭代器模式

7、观察者模式 8、备忘录模式 9、访问者模式 10、状态模式 11、解释器模式

结构型模式(主要用于处理类或对象的组合)

1、代理模式 2、装饰模式 3、适配器模式 4、组合模式 5、外观模式（门面模式） 6、享元模式 7、桥梁模式

代理模式

定义：

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

代理模式也叫做委托模式，它是一项基本设计技巧。许多其他的模式，如状态模式、策略模式、访问者模式本质上是在更特殊的场合采用了委托模式，而且在日常的应用中，代理模式可以提供非常好的访问控制

类图中的三个角色的定义：

● Subject抽象主题角色

抽象主题类可以是抽象类也可以是接口，是一个最普通的业务类型定义，无特殊要求。

● RealSubject具体主题角色

也叫做被委托角色、被代理角色。它才是冤大头，是业务逻辑的具体执行者。

● Proxy代理主题角色

也叫做委托类、代理类。它负责对真实角色的应用，把所有抽象主题类定义的方法限制委托给真实主题角色实现，并且在真实主题角色处理完毕前后做预处理和善后处理工作。

通用源码

<span style="font-size:18px;">代码清单12-6 抽象主题类
public interface Subject {
//定义一个方法
public void request();
}</span>

在接口中我们定义了一个方法request来作为方法的代表，

RealSubject对它进行实现，如代码清单12-7所示。

<span style="font-size:18px;">public class RealSubject implements Subject {
//实现方法
public void request() {
//业务逻辑处理
}
}
</span>

RealSubject是一个正常的业务实现类，代理模式的核心就在代理类上，如代码清单12-8所示。

<span style="font-size:18px;">代码清单12-8 代理类
public class Proxy implements Subject {
//要代理哪个实现类
private Subject subject = null;
//默认被代理者
public Proxy(){
this.subject = new Proxy();
}
//通过构造函数传递代理者
public Proxy(Object...objects ){
}
//实现接口中定义的方法
public void request() {
this.before();
this.subject.request();
this.after();
}
//预处理
private void before(){
//do something
}
//善后处理
private void after(){
//do something
}
}</span>

一个代理类可以代理多个被委托者或被代理者，因此一个代理类具体代理哪个真实主题角色，是由场景类决定的。

优点

● 职责清晰

真实的角色就是实现实际的业务逻辑，不用关心其他非本职责的事务，通过后期的代理完成一件事务，附带的结果就是编程简洁清晰。

● 高扩展性

具体主题角色是随时都会发生变化的，但代理类完全就可以在不做任何修改的情况下使用。

● 智能化

动态代理中体现了

实例：代练打游戏

接口IGamePlayer

<span style="font-size:18px;">代码清单12-1 游戏者接口
public interface IGamePlayer {
//登录游戏
public void login(String user,String password);
//杀怪，网络游戏的主要特色
public void killBoss();
//升级
public void upgrade();
}</span>

 
   定义了三个方法，分别是我们在网络游戏中最常用的功能：登录游戏、杀怪和升级，
  

游戏者

<span style="font-size:18px;">public class GamePlayer implements IGamePlayer {
private String name = "";
//通过构造函数传递名称
public GamePlayer(String _name){
this.name = _name;
}
//打怪，最期望的就是杀老怪
public void killBoss() {
System.out.println(this.name + "在打怪！");
}
//进游戏之前你肯定要登录吧，这是一个必要条件
public void login(String user, String password) {
System.out.println("登录名为"+user+"的用户"+this.name+"登录成功！");
}
//升级，升级有很多方法，花钱买是一种，做任务也是一种
public void upgrade() {
System.out.println(this.name + " 又升了一级！");
}
}</span>

在实现类中通过构造函数传递进来玩家姓名，方便进行后期的调试工作

GamePlayerProxy类来代表游戏代练者

<span style="font-size:18px;">代码清单12-4 代练者
public class GamePlayerProxy implements IGamePlayer {
private IGamePlayer gamePlayer = null;
//通过构造函数传递要对谁进行代练
public GamePlayerProxy(IGamePlayer _gamePlayer){
this.gamePlayer = _gamePlayer;
}
//代练杀怪
public void killBoss() {
this.gamePlayer.killBoss();
}
//代练登录
public void login(String user, String password) {
this.gamePlayer.login(user, password);
}
//代练升级
public void upgrade() {
this.gamePlayer.upgrade();
}
}</span>

场景类

<span style="font-size:18px;">public class Client {
public static void main(String[] args) {
//定义一个痴迷的玩家
IGamePlayer player = new GamePlayer("张三");
//然后再定义一个代练者
IGamePlayer proxy = new GamePlayerProxy(player);
//开始打游戏，记下时间戳
System.out.println("开始时间是：2009-8-25 10:45");
proxy.login("zhangSan", "password");
//开始杀怪
proxy.killBoss();
//升级
proxy.upgrade();
//记录结束游戏时间
System.out.println("结束时间是：2009-8-26 03:40");
}
}</span>

代理模式的扩展

1）普通代理

我们设计模式中的普通代理和强制代理也是类似的一种结构，

普通代理就是我们要知道代理的存在，也就是类似的GamePlayerProxy这个类的存在，然后才能访问；

强制代理则是调用者直接调用真实角色，而不用关心代理是否存在，其代理的产生是由真实角色决定的

普通代理它的要求就是客户端只能访问代理角色，而不能访问真实角色

普通代理的游戏者

<span style="font-size:18px;">public class GamePlayer implements IGamePlayer {
private String name = "";
//构造函数限制谁能创建对象，并同时传递姓名
public GamePlayer(IGamePlayer _gamePlayer,String _name) throws Exception{
if(_gamePlayer == null ){
throw new Exception("不能创建真实角色！");
}else{
this.name = _name;
}
}
//打怪，最期望的就是杀老怪
public void killBoss() {
System.out.println(this.name + "在打怪！");
}
//进游戏之前你肯定要登录吧，这是一个必要条件
public void login(String user, String password) {
System.out.println("登录名为"+user + "的用户" + this.name + "登录成功！");
}
//升级，升级有很多方法，花钱买是一种，做任务也是一种
public void upgrade() {
System.out.println(this.name + " 又升了一级！");
}
}</span>

在构造函数中，传递进来一个IGamePlayer对象，检查谁能创建真实的角色，当然还可以有其他的限制，比如类名必须为Proxy类等

普通代理的代理者

<span style="font-size:18px;">public class GamePlayerProxy implements IGamePlayer {
private IGamePlayer gamePlayer = null;
//通过构造函数传递要对谁进行代练
public GamePlayerProxy(String name){
try {
gamePlayer = new GamePlayer(this,name);
} catch (Exception e) {
// TODO 异常处理
}
}
//代练杀怪
public void killBoss() {
this.gamePlayer.killBoss();
}
//代练登录
public void login(String user, String password) {
this.gamePlayer.login(user, password);
}
//代练升级
public void upgrade() {
this.gamePlayer.upgrade();
}
}</span>

仅仅修改了构造函数，传递进来一个代理者名称，即可进行代理，在这种改造下，系统更加简洁了，调用者只知道代理存在就可以，不用知道代理了谁

普通代理的场景类

<span style="font-size:18px;">public class Client {
public static void main(String[] args) {
//然后再定义一个代练者
IGamePlayer proxy = new GamePlayerProxy("张三");
//开始打游戏，记下时间戳
System.out.println("开始时间是：2009-8-25 10:45");
proxy.login("zhangSan", "password");
//开始杀怪
proxy.killBoss();
//升级
proxy.upgrade();
//记录结束游戏时间
System.out.println("结束时间是：2009-8-26 03:40");
}
}</span>

在该模式下，调用者只知代理而不用知道真实的角色是谁，屏蔽了真实角色的变更对高层模块的影响，真实的主题角色想怎么修改就怎么修改，对高层次的模块没有任何的影响，只要你实现了接口所对应的方法，该模式非常适合对扩展性要求较高的场合。当然，在实际的项目中，一般都是通过约定来禁止new一个真实的角色，这也是一个非常好的方案。

注意　普通代理模式的约束问题，尽量通过团队内的编程规范类约束，因为每一个主题类是可被重用的和可维护的，使用技术约束的方式对系统维护是一种非常不利的因素。

2）强制代理

强制代理的概念就是要从真实角色查找到代理角色，不允许直接访问真实角色。高层模块只要调用getProxy就可以访问真实角色的所有方法，它根本就不需要产生一个代理出来，代理的管理已经由真实角色自己完成。

强制代理的接口类

<span style="font-size:18px;">public interface IGamePlayer {
//登录游戏
public void login(String user,String password);
//杀怪，这是网络游戏的主要特色
public void killBoss();
//升级
public void upgrade();
//每个人都可以找一下自己的代理
public IGamePlayer getProxy();
}</span>

仅仅增加了一个getProxy方法，指定要访问自己必须通过哪个代理

强制代理的真实角色

<span style="font-size:18px;">public class GamePlayer implements IGamePlayer {
private String name = "";
//我的代理是谁
private IGamePlayer proxy = null;
public GamePlayer(String _name){
this.name = _name;
}
//找到自己的代理
public IGamePlayer getProxy(){
this.proxy = new GamePlayerProxy(this);
return this.proxy;
}
//打怪，最期望的就是杀老怪
public void killBoss() {
if(this.isProxy()){
System.out.println(this.name + "在打怪！");
}else{
System.out.println("请使用指定的代理访问");
}
}
//进游戏之前你肯定要登录吧，这是一个必要条件
public void login(String user, String password) {
if(this.isProxy()){
System.out.println("登录名为"+user+"的用户"+this.name+"登录成功！");
}else{
System.out.println("请使用指定的代理访问");;
}
}
//升级，升级有很多方法，花钱买是一种，做任务也是一种
public void upgrade() {
if(this.isProxy()){
System.out.println(this.name + " 又升了一级！");
}else{
System.out.println("请使用指定的代理访问");
}
}
//校验是否是代理访问
private boolean isProxy(){
if(this.proxy == null){
return false;
}else{
return true;
}
}
}</span>

增加了一个私有方法，检查是否是自己指定的代理，是指定的代理则允许访问，否则不允许访问

强制代理的代理类

<span style="font-size:18px;">public class GamePlayerProxy implements IGamePlayer {
private IGamePlayer gamePlayer = null;
//构造函数传递用户名
public GamePlayerProxy(IGamePlayer _gamePlayer){
this.gamePlayer = _gamePlayer;
}
//代练杀怪
public void killBoss() {
this.gamePlayer.killBoss();
}
//代练登录
public void login(String user, String password) {
this.gamePlayer.login(user, password);
}
//代练升级
public void upgrade() {
this.gamePlayer.upgrade();
}
//代理的代理暂时还没有，就是自己
public IGamePlayer getProxy(){
return this;
}
}</span>

强制代理的场景类

<span style="font-size:18px;">public class Client {
public static void main(String[] args) {
//定义一个游戏的角色
IGamePlayer player = new GamePlayer("张三");
//获得指定的代理
IGamePlayer proxy = player.getProxy();
//开始打游戏，记下时间戳
System.out.println("开始时间是：2009-8-25 10:45");
proxy.login("zhangSan", "password");
//开始杀怪
proxy.killBoss();
//升级
proxy.upgrade();
//记录结束游戏时间
System.out.println("结束时间是：2009-8-26 03:40");
}
}</span>

3）代理是有个性的

也就是说代理类不仅仅可以实现主题接口，也可以实现其他接口完成不同的任务，而且代理的目的是在目标对象方法的基础上作增强，这种增强的本质通常就是对目标对象的方法进行拦截和过滤。

例如游戏代理是需要收费的，升一级需要5元钱，这个计算功能就是代理类的个性，

代理类的接口

<span style="font-size:18px;">public interface IProxy {
//计算费用
public void count();
}</span>

GamePlayerProxy带来的变化

<span style="font-size:18px;">代码清单12-20 代理类
public class GamePlayerProxy implements IGamePlayer,IProxy {
private IGamePlayer gamePlayer = null;
//通过构造函数传递要对谁进行代练
public GamePlayerProxy(IGamePlayer _gamePlayer){
this.gamePlayer = _gamePlayer;
}
//代练杀怪
public void killBoss() {
this.gamePlayer.killBoss();
}
//代练登录
public void login(String user, String password) {
this.gamePlayer.login(user, password);
}
//代练升级
public void upgrade() {
this.gamePlayer.upgrade();
this.count();
}
//计算费用
public void count(){
System.out.println("升级总费用是：150元");
}
}</span>

代理类可以为真实角色预处理消息、过滤消息、消息转发、事后处理消息等功能。当然一个代理类，可以代理多个真实角色，并且真实角色之间可以有耦合关系，

4）动态代理

动态代理是在实现阶段不用关心代理谁，而在运行阶段才指定代理哪一个对象

在类图中增加了一个InvocationHandler接口和GamePlayIH类，作用就是产生一个对象的代理对象，其中InvocationHandler是JDK提供的动态代理接口，对被代理类的方法进行代理。我们来看程序，接口保持不变，实现类也没有变化

<span style="font-size:18px;">public class GamePlayIH implements InvocationHandler {
//被代理者
Class cls =null;
//被代理的实例
Object obj = null;
//我要代理谁
public GamePlayIH(Object _obj){
this.obj = _obj;
}
//调用被代理的方法
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
Object result = method.invoke(this.obj, args);
return result;
}
}</span>

其中invoke方法是接口InvocationHandler定义必须实现的，它完成对真实方法的调用。

我们来详细讲解一下InvocationHandler接口，

动态代理是根据被代理的接口生成所有的方法，也就是说给定一个接口，动态代理会宣称“我已经实现该接口下的所有方法了”，

那动态代理怎么才能实现被代理接口中的方法呢？默认情况下所有的方法返回值都是空的，是的，代理已经实现它了，但是没有任何的逻辑含义，

那怎么办？好办，通过InvocationHandler接口，所有方法都由该Handler来进行处理，即所有被代理的方法都由InvocationHandler接管实际的处理任务。

场景类

<span style="font-size:18px;">public class Client {
public static void main(String[] args) throws Throwable {
//定义一个痴迷的玩家
IGamePlayer player = new GamePlayer("张三");
//定义一个handler
InvocationHandler handler = new GamePlayIH(player);
//开始打游戏，记下时间戳
System.out.println("开始时间是：2009-8-25 10:45");
//获得类的class loader 类加载器
ClassLoader cl = player.getClass().getClassLoader();
//动态产生一个代理者
IGamePlayer proxy = (IGamePlayer)Proxy.newProxyInstance(cl,new Class[])
//登录
proxy.login("zhangSan", "password");
//开始杀怪
proxy.killBoss();
//升级
proxy.upgrade();
//记录结束游戏时间
System.out.println("结束时间是：2009-8-26 03:40");
}
}  </span>

关于相关反射方法，可以参考 http://blog.csdn.net/bihansheng2010/article/details/50150909

通用动态代理模型

两条独立发展的线路。动态代理实现代理的职责，业务逻辑Subject实现相关的逻辑功能，两者之间没有必然的相互耦合的关系。

通知Advice从另一个切面切入，最终在高层模块也就是Client进行耦合，完成逻辑的封装任务

先来看Subject接口，如代码清单12-24所示。

<span style="font-size:18px;">代码清单12-24 抽象主题
public interface Subject {
//业务操作
public void doSomething(String str);
}</span>

其中的doSomething是一种标识方法，可以有多个逻辑处理方法

实现类

<span style="font-size:18px;">代码清单12-25 真实主题
public class RealSubject implements Subject {
//业务操作
public void doSomething(String str) {
System.out.println("do something!---->" + str);
}
}</span>

重点是我们的MyInvocationHandler，如代码清单12-26所示。

<span style="font-size:18px;">代码清单12-26 动态代理的Handler类
public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
//被代理的对象
private Object target = null;
//通过构造函数传递一个对象
public MyInvocationHandler(Object _obj){
this.target = _obj;
}
//代理方法
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
//执行被代理的方法
return method.invoke(this.target, args);
}
}</span>

所有通过动态代理实现的方法全部通过invoke方法调用。DynamicProxy代码如代码清单12-27所示。

<span style="font-size:18px;">代码清单12-27 动态代理类
public class DynamicProxy {
public static T newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, Handler h){
//寻找JoinPoint连接点，AOP框架使用元数据定义
if(true){
//执行一个前置通知
(new BeforeAdvice()).exec();
}
//执行目标，并返回结果
return (T)Proxy.newProxyInstance(loader,interfaces, h);
}
}</span>

我们来看通知Advice，接口和实现如代码清单12-28所示。

<span style="font-size:18px;">public interface IAdvice {
//通知只有一个方法，执行即可
public void exec();
}</span>

Advice实现类

<span style="font-size:18px;">public class BeforeAdvice implements IAdvice{
public void exec(){
System.out.println("我是前置通知，我被执行了！");
}
}</span>

最后就是看我们怎么调用了，如代码清单12-29所示。

<span style="font-size:18px;">代码清单12-29 动态代理的场景类
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//定义一个主题
Subject subject = new RealSubject();
//定义一个Handler
InvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(subject);
//定义主题的代理
Subject proxy = DynamicProxy.newProxyInstance(subject.getClass().getClassLoader(), subject.getClass().getInterfaces(),handler);
//代理的行为
proxy.doSomething("Finish");
}
}</span>

在DynamicProxy类中

this.obj=Proxy.newProxyInstance(c.getClassLoader(),c.getInterfaces(),new MyInvocationHandler(_obj));

该方法是重新生成了一个对象，为什么要重新生成？要使用代理

注意c.getInterfaces()这句话，这是非常有意思的一句话，是说查找到该类的所有接口，然后实现接口的所有方法

于是我们知道一个类的动态代理类是这样的一个类，由InvocationHandler的实现类实现所有的方法，由其invoke方法接管所有方法的实现

动态代理的主要意图就是解决我们常说的“审计”问题，也就是横切面编程，在不改变我们已有代码结构的情况下增强或控制对象的行为。

注意　要实现动态代理的首要条件是：被代理类必须实现一个接口，回想一下前面的分析吧。当然了，现在也有很多技术如CGLIB可以实现不需要接口也可以实现动态代理的方式。