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在软件开发中，代理模式是一种常见的设计模式，它允许我们通过一个代理对象来控制对另一个对象的访问。代理模式在Spring框架中得到了广泛的应用，尤其是在Spring AOP（面向切面编程）中。本文将详细介绍静态代理和动态代理的概念、实现方式及其在Spring中的应用。
代理模式（Proxy Pattern）是一种结构型设计模式，它通过创建一个代理对象来控制对原始对象的访问。代理对象通常会在调用原始对象的方法之前或之后执行一些额外的操作，例如日志记录、权限检查、事务管理等。
代理模式的主要目的是在不修改原始对象的情况下，增强或控制对原始对象的访问。代理模式可以分为静态代理和动态代理两种类型。
静态代理是指在编译时就已经确定代理类和被代理类的关系。代理类和被代理类都实现了相同的接口或继承了相同的父类，代理类在调用被代理类的方法时，可以在方法执行前后添加额外的逻辑。
下面通过一个简单的例子来说明静态代理的实现。
// 定义接口
public interface UserService {
void addUser(String username);
}
// 实现接口的被代理类
public class UserServiceImpl implements UserService {
@Override
public void addUser(String username) {
System.out.println("添加用户: " + username);
}
}
// 代理类
public class UserServiceProxy implements UserService {
private UserService userService;
public UserServiceProxy(UserService userService) {
this.userService = userService;
}
@Override
public void addUser(String username) {
System.out.println("添加用户前执行的操作");
userService.addUser(username);
System.out.println("添加用户后执行的操作");
}
}
// 测试类
public class StaticProxyTest {
public static void main(String[] args) {
UserService userService = new UserServiceImpl();
UserService proxy = new UserServiceProxy(userService);
proxy.addUser("张三");
}
}
在上面的例子中，UserService 是一个接口，UserServiceImpl 是被代理类，UserServiceProxy 是代理类。代理类在调用被代理类的 addUser 方法前后分别添加了额外的操作。
优点： - 简单易懂，容易实现。 - 可以在不修改被代理类的情况下，增强被代理类的功能。
缺点： - 每个被代理类都需要一个对应的代理类，如果被代理类很多，会导致代理类数量庞大，增加代码的复杂性。 - 代理类和被代理类的关系在编译时就已经确定，不够灵活。
动态代理是指在运行时动态生成代理类，而不是在编译时确定代理类和被代理类的关系。动态代理可以在运行时根据需要创建代理对象，并且可以代理多个不同的类。
Java中提供了两种实现动态代理的方式：JDK动态代理和CGLIB动态代理。
JDK动态代理是Java标准库中提供的一种动态代理实现方式。它基于接口实现，只能代理实现了接口的类。
下面通过一个例子来说明JDK动态代理的实现。
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
// 定义接口
public interface UserService {
void addUser(String username);
}
// 实现接口的被代理类
public class UserServiceImpl implements UserService {
@Override
public void addUser(String username) {
System.out.println("添加用户: " + username);
}
}
// 实现InvocationHandler接口
public class UserServiceInvocationHandler implements InvocationHandler {
private Object target;
public UserServiceInvocationHandler(Object target) {
this.target = target;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("添加用户前执行的操作");
Object result = method.invoke(target, args);
System.out.println("添加用户后执行的操作");
return result;
}
}
// 测试类
public class JdkDynamicProxyTest {
public static void main(String[] args) {
UserService userService = new UserServiceImpl();
UserService proxy = (UserService) Proxy.newProxyInstance(
userService.getClass().getClassLoader(),
userService.getClass().getInterfaces(),
new UserServiceInvocationHandler(userService)
);
proxy.addUser("张三");
}
}
在上面的例子中，UserService 是一个接口，UserServiceImpl 是被代理类，UserServiceInvocationHandler 实现了 InvocationHandler 接口，用于在代理对象的方法调用前后添加额外的逻辑。Proxy.newProxyInstance 方法用于动态生成代理对象。
CGLIB（Code Generation Library）是一个强大的高性能代码生成库，它可以在运行时动态生成类的子类，从而实现动态代理。与JDK动态代理不同，CGLIB可以代理没有实现接口的类。
下面通过一个例子来说明CGLIB动态代理的实现。
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
// 被代理类
public class UserService {
public void addUser(String username) {
System.out.println("添加用户: " + username);
}
}
// 实现MethodInterceptor接口
public class UserServiceMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
@Override
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
System.out.println("添加用户前执行的操作");
Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
System.out.println("添加用户后执行的操作");
return result;
}
}
// 测试类
public class CglibDynamicProxyTest {
public static void main(String[] args) {
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(UserService.class);
enhancer.setCallback(new UserServiceMethodInterceptor());
UserService proxy = (UserService) enhancer.create();
proxy.addUser("张三");
}
}
在上面的例子中，UserService 是被代理类，UserServiceMethodInterceptor 实现了 MethodInterceptor 接口，用于在代理对象的方法调用前后添加额外的逻辑。Enhancer 类用于动态生成代理对象。
优点： - 动态代理可以在运行时动态生成代理类，不需要为每个被代理类编写对应的代理类，减少了代码的复杂性。 - 动态代理可以代理多个不同的类，具有更高的灵活性。
缺点：
- JDK动态代理只能代理实现了接口的类，CGLIB动态代理虽然可以代理没有实现接口的类，但无法代理 final 类或 final 方法。
- 动态代理的性能通常比静态代理稍低，因为需要在运行时生成代理类。
Spring AOP（Aspect-Oriented Programming）是Spring框架中的一个重要模块，它通过代理机制实现了面向切面编程。AOP允许我们将横切关注点（如日志记录、事务管理、权限检查等）从业务逻辑中分离出来，从而提高代码的模块化和可维护性。
Spring AOP 使用代理模式来实现AOP功能。Spring AOP 支持两种代理方式：JDK动态代理和CGLIB动态代理。
下面通过一个简单的例子来说明Spring AOP的使用方法。
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.EnableAspectJAutoProxy;
// 定义接口
public interface UserService {
void addUser(String username);
}
// 实现接口的被代理类
public class UserServiceImpl implements UserService {
@Override
public void addUser(String username) {
System.out.println("添加用户: " + username);
}
}
// 定义切面
@Aspect
public class UserServiceAspect {
@Before("execution(* UserService.addUser(..))")
public void beforeAddUser() {
System.out.println("添加用户前执行的操作");
}
}
// 配置类
@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy
public class AppConfig {
@Bean
public UserService userService() {
return new UserServiceImpl();
}
@Bean
public UserServiceAspect userServiceAspect() {
return new UserServiceAspect();
}
}
// 测试类
public class SpringAopTest {
public static void main(String[] args) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
UserService userService = context.getBean(UserService.class);
userService.addUser("张三");
}
}
在上面的例子中，UserService 是一个接口，UserServiceImpl 是被代理类，UserServiceAspect 是一个切面类，用于在 addUser 方法执行前添加额外的逻辑。AppConfig 是Spring的配置类，用于配置Bean和启用AOP功能。
| 特性 | 静态代理 | 动态代理 |
|---|---|---|
| 实现方式 | 编译时生成代理类 | 运行时生成代理类 |
| 灵活性 | 不够灵活，代理类和被代理类关系固定 | 灵活，可以代理多个不同的类 |
| 代码复杂性 | 需要为每个被代理类编写代理类 | 不需要为每个被代理类编写代理类 |
| 性能 | 性能较高 | 性能稍低，因为需要在运行时生成代理类 |
| 适用场景 | 适用于代理类较少的情况 | 适用于代理类较多或需要动态代理的情况 |
静态代理和动态代理是两种常见的代理模式实现方式。静态代理在编译时确定代理类和被代理类的关系，适用于代理类较少的情况；动态代理在运行时动态生成代理类，适用于代理类较多或需要动态代理的情况。Spring AOP 使用代理模式来实现AOP功能，支持JDK动态代理和CGLIB动态代理两种方式。通过合理使用代理模式，我们可以有效地增强或控制对原始对象的访问，提高代码的模块化和可维护性。
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