《大话设计模式》读书笔记：代理模式与Java的Proxy动态代理

代理模式（Proxy），为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

在面向对象编程中，直接引用某些对象会因为种种原因（比如对象创建的开销过大，访问需要安全控制，或者需要跳出当前进程等）带来很多问题，给用户或者系统本身带来不便或者异常。这时，就需要在操作对象（客户端）和被调用对象（真实对象）之间添加一个代理，以协助操作对象控制对被调用对象的访问，起到透明中介的作用。

代理模式的应用：一是远程代理，即为一个对象在不同的地址空间提供局部代表，这样可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实；二是虚拟代理，即根据需要创建开销很大的对象，通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象；三是安全代理，用来控制真实对象访问时的权限；四是智能指引，即当调用真实对象时，代理处理另外一些事。

代理模式的实现，主要有以下几个特点：

1.真实对象和代理对象拥有共同的父类或者实现相同的接口，实现了相同的方法；

2.代理对象引用或者包含真实对象的一个实例，该实例在代理对象中初始化，代理对象通过1中所述的相同方法来替代对真实对象的调用；

3.客户端中不再实例化真实对象，完全通过代理对象来访问真实对象。

代理模式的简单示例，参见如下地址：

http://www.cnblogs.com/kid-li/archive/2006/10/18/532192.html

顺带一提的是，百度百科“java代理模式”词条中的代码示例实际上是装饰模式，而不是代理模式。

在Java中，通常使用Proxy（动态代理）来实现对代理模式的支持。动态代理的详细描述参见《Java核心技术（卷1）》6.5节·代理。

Java中要创建一个代理对象，必须调用Proxy类的静态方法newProxyInstance，该方法的原型如下：

Object Proxy.newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler handler) throws IllegalArgumentException

其中：

loader，表示类加载器，对于不同来源（系统库或网络等）的类需要不同的类加载器来加载，这是Java安全模型的一部分。可以使用null来使用默认的加载器；

interfaces，表示接口或对象的数组，它就是前述代理对象和真实对象都必须共有的父类或者接口；

handler，表示调用处理器，它必须是实现了InvocationHandler接口的对象，其作用是定义代理对象中需要执行的具体操作。

InvocationHandler之于Proxy，就如Runnable之于Thread。InvocationHandler接口中只有一个方法invoke，它的作用就跟Runnable中的run方法类似，定义了代理对象在执行真实对象的方法时所希望执行的动作。其原型如下：

Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

其中：

proxy，表示执行这个方法的代理对象；

method，表示真实对象实际需要执行的方法（关于Method类参见Java的反射机制）；

args，表示真实对象实际执行方法时所需的参数。

在实际的编程中，需要优先定义一个实现InvocationHandler接口的调用处理器对象，然后将它作为创建代理类实例的参数。（抑或在调用newProxyInstance方法时使用匿名内部类。）这样就得到了代理对象。

真实对象本身的实例化在调用处理器对象内部完成，实例化时需要的参数也应该及时传入调用处理器对象中。这样一来就完成了代理对象对真实对象的包装，而代理对象需要执行的额外操作也在invoke方法中处理。

其后，在客户端中，如果需要使用真实对象时，就可以用代理对象来替代它了（有时需要类型强制转化）。

下面的示例用Java的动态代理模拟了一个拦截器的功能：对于实现了Action接口的类，如果类名不以Action结尾，则不予执行。

共同接口Action：

public interface Action {
	public void excute();
}

实现了Action接口的三个真实对象：

public class FirstAction implements Action {

	@Override
	public void excute() {
		System.out.println("This is the first action.");
	}

}

public class Second implements Action {

	@Override
	public void excute() {
		System.out.println("This is the second action.");
	}

}

public class ThirdAction implements Action {

	@Override
	public void excute() {
		System.out.println("This is the third action.");
	}

}

调用处理器对象FilterHandler，它是对拦截器的实现：

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

public class FilterHandler implements InvocationHandler {
	private String className;
	
	public FilterHandler(String className) {
		this.className = className;
	}

	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
			throws Throwable {
		if (className.endsWith("Action")) {
			System.out.println(className + "." + method.getName());
			return method.invoke(Class.forName(className).newInstance(), args);
		} else {
			System.out.println(className + " doesn't end with 'Action'");
			return null;
		}
	}

}

客户端：

import java.lang.reflect.Proxy;

public class Main {
	
	public static void main(String[] args) {
		FilterHandler handler1 = new FilterHandler("com.proxy.filter.FirstAction");
		Action first = (Action) Proxy.newProxyInstance(Action.class.getClassLoader(), new Class[] {Action.class}, handler1);
		
		FilterHandler handler2 = new FilterHandler("com.proxy.filter.second");
		Action second = (Action) Proxy.newProxyInstance(Action.class.getClassLoader(), new Class[] {Action.class}, handler2);
		
		FilterHandler handler3 = new FilterHandler("com.proxy.filter.ThirdAction");
		Action third = (Action) Proxy.newProxyInstance(Action.class.getClassLoader(), new Class[] {Action.class}, handler3);
		
		first.excute();
		second.excute();
		third.excute();
	}
}

最后需要特别说明的是：

1.Proxy创建的代理对象实例包含Object类中的全部方法和接口数组（即newProxyInstance方法中的interfaces参数）中的全部方法。但是，代理类会覆盖Object类中的toString、equals和hashCode方法，而clone、getClass等方法则没有重新定义。另外，所有这些方法都需要在InvocationHandler的invoke方法中通过调用Method对象的invoke方法才能真正被执行。

2.对于特定的类加载器和预设的一组接口来说，即便是调用处理器handler不一样，也只能得到同一个代理类。也就是说，示例中三次对newProxyInstance方法的调用，其实只是得到的同一个对象的三个实例而已，并不是三种不同的类。

其它Java动态代理的细节参见《Java核心技术》或Java API。