代理模式、動(dòng)態(tài)代理和面向方面
代理的意思很好理解，它借鑒了我們日常所用的代理的意思：就是本來(lái)該自己親自去做的某件事，由于某種原因不能直接做，而只能請(qǐng)人代替你做，這個(gè)被你請(qǐng)來(lái)做事的人就是代理。比如過(guò)春節(jié)要回家，由于你要上班，沒(méi)時(shí)間去買(mǎi)票，就得票務(wù)中介代你購(gòu)買(mǎi)，這就是一種代理模式。這個(gè)情景可以形象的描述如下：
class：火車(chē)站
{
賣(mài)票：
{……}
}
火車(chē)站是賣(mài)票的地方，我們假設(shè)只能在火車(chē)站買(mǎi)到票。賣(mài)票的動(dòng)作實(shí)質(zhì)是火車(chē)站類(lèi)完成的。
Class：票務(wù)中介
{
賣(mài)票：
{
收中介費(fèi)；
火車(chē)站.賣(mài)票；
}
}
顧客找票務(wù)中介買(mǎi)票的時(shí)候，調(diào)用票務(wù)中介.賣(mài)票。票務(wù)中介其實(shí)做了兩件事，一是去火車(chē)站買(mǎi)票，二是不能白幫你賣(mài)票，肯定要收中介費(fèi)。而你得到的好處是不用直接去火車(chē)站買(mǎi)票，節(jié)省了買(mǎi)票的時(shí)間用來(lái)上班。
以上我們簡(jiǎn)單模擬了代理模式的情景和為什么要使用代理模式，下面我們以一個(gè)例子來(lái)具體分析一下JAVA中的代理模式。
假設(shè)有一個(gè)信息管理系統(tǒng)，用些用戶有瀏覽信息的權(quán)限，有些用戶有瀏覽、添加和修改信息的權(quán)限，還有些用戶有除了上述的權(quán)限，還有刪除信息的權(quán)限，那么我們最容易想到的做法如下：
public class ViewAction
{
//由userId計(jì)算權(quán)限
……
String permission = ……;
if(permission.equals(Constants.VIEW))
{
System.out.println(“You could view the information……”);
……
}
}
其他的動(dòng)作都和瀏覽信息的動(dòng)作差不多。我們來(lái)看這樣的類(lèi)，很容易看出它的一些缺點(diǎn)來(lái)：第一、它把權(quán)限計(jì)算和動(dòng)作執(zhí)行都放在一個(gè)類(lèi)里，兩者的功能相互混在一起，容易造成思路的混亂，而且修改維護(hù)和測(cè)試都不好；一句話來(lái)說(shuō)，它不滿足單一職責(zé)原則。第二是客戶調(diào)用的時(shí)候依賴具體的類(lèi)，造成擴(kuò)展和運(yùn)行期內(nèi)的調(diào)用的困難，不滿足依賴顛倒原則。
既然有這么多的問(wèn)題，我們有必要對(duì)該類(lèi)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。其實(shí)大家早已想到，這個(gè)類(lèi)應(yīng)該使用代理模式。是啊，和我們買(mǎi)火車(chē)票的動(dòng)作一樣，動(dòng)作類(lèi)不能直接執(zhí)行那個(gè)動(dòng)作，而是要先檢查權(quán)限，然后才能執(zhí)行；先檢查權(quán)限，后執(zhí)行的那各類(lèi)其實(shí)就是一個(gè)代理類(lèi)，修改后的代碼如下：
public interface Action
{
public void doAction();
}
首先是設(shè)計(jì)一個(gè)接口，用來(lái)滿足依賴顛倒原則。
Public class ViewAction implements Action
{
public void doAction()
{
//做View的動(dòng)作
System.out.println(“You could view the information……”);
……
}
}
這個(gè)類(lèi)跟火車(chē)站一樣，是動(dòng)作的真實(shí)執(zhí)行者。
Public class ProxyViewAction implements Action
{
private Action action = new ViewAction();
public void doAction()
{
//調(diào)用權(quán)限類(lèi)的方法取得用戶權(quán)限
if(Permission.getPermission(userId).equals(Constants.VIEW))
{
action.doAction();
}
}
}
這是代理類(lèi)，很容易理解。在我們的ProxyViewAction類(lèi)中，除了做了客戶真正想要做的動(dòng)作：doAction()以外，還進(jìn)行了額外的動(dòng)作檢查用戶的權(quán)限。而作核心動(dòng)作doAction()是在一個(gè)干干凈凈的類(lèi)：ViewAction中進(jìn)行，這個(gè)類(lèi)只做核心動(dòng)作，對(duì)其他的不關(guān)心，滿足了單一職責(zé)原則。
客戶端通過(guò)調(diào)用代理類(lèi)來(lái)執(zhí)行動(dòng)作，而代理類(lèi)一是將權(quán)限判斷和動(dòng)作的執(zhí)行分離開(kāi)來(lái)，滿足了單一職責(zé)原則；二是實(shí)現(xiàn)了一個(gè)接口，從而滿足了依賴顛倒原則。比第一個(gè)思路好了很多。
代理又被稱為委派，說(shuō)的是代理類(lèi)并不真正的執(zhí)行那個(gè)核心動(dòng)作，而是委派給另外一個(gè)類(lèi)去執(zhí)行，如ProxyView類(lèi)中，ProxyView類(lèi)并沒(méi)有真正執(zhí)行doAction()方法，而是交給ViewAction類(lèi)去執(zhí)行。
我們再來(lái)看代理類(lèi)ProxyViewAction，可以看到它不僅依賴于接口Action，而且依賴于具體的實(shí)現(xiàn)ViewAction。這樣對(duì)我們的系統(tǒng)擴(kuò)展很不利，比如我們有Add動(dòng)作、Delete動(dòng)作、Modify動(dòng)作等等，我們需要對(duì)每一個(gè)動(dòng)作都寫(xiě)一個(gè)代理類(lèi)，而這些代理類(lèi)都做同樣的事情，先進(jìn)行權(quán)限判斷，然后再委派。所以我們需要對(duì)這些代理再進(jìn)行一次抽象，讓它只依賴接口Action，而不依賴于具體的實(shí)現(xiàn)。
要實(shí)現(xiàn)這樣的想法，我們需要將代理類(lèi)中的具體實(shí)現(xiàn)提走，讓代理的使用者在運(yùn)行期提供具體的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，即所謂的依賴注入，如下：
Public class ProxyAction implements Action
{
private Action action;
public ProxyAction(Action action)
{
this.action = action;
}
public void doAction()
{
//調(diào)用權(quán)限類(lèi)的方法取得用戶權(quán)限
if(Permission.getPermission(userId).equals(action.getClass().getName()))
{
action.doAction();
}
}
}
這樣，我們就將所有實(shí)現(xiàn)了Action接口的實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)代理類(lèi)來(lái)代理它們。除了ViewAction類(lèi)能用，以后擴(kuò)展的AddAction、 ModifyAction、DeleteAction類(lèi)等等，都可以使用一個(gè)代理類(lèi)：ProxyAction。
而我們的客戶端類(lèi)似如下：
Action action = ProxyAction(new ViewAction);
Action.doAction();
通過(guò)對(duì)代理類(lèi)的依賴注入，我們使得代理類(lèi)初步有了一定擴(kuò)展性。但是我們還要看到，這個(gè)代理類(lèi)依賴于某一個(gè)確定的接口。這仍然不能滿足我們的實(shí)際要求，如我們的系統(tǒng)的權(quán)限控制一般是整個(gè)系統(tǒng)級(jí)的，這樣系統(tǒng)級(jí)的權(quán)限控制，我們很難在整個(gè)系統(tǒng)里抽象出一個(gè)統(tǒng)一的接口，可能會(huì)有多個(gè)接口，按照上面的代理模式，我們需要對(duì)每一個(gè)接口寫(xiě)一個(gè)代理類(lèi)，同樣，這些類(lèi)的功能都是一樣的。這顯然不是一個(gè)好地解決辦法。
基于上面的原因，我們需要解決一個(gè)系統(tǒng)在沒(méi)有統(tǒng)一的接口的情況下，對(duì)一些零散的對(duì)象的某一些動(dòng)作使用代理模式的問(wèn)題。JAVA API為我們引入了動(dòng)態(tài)代理或動(dòng)態(tài)委派的技術(shù)。
動(dòng)態(tài)代理的核心是InvocationHandler接口，要使用動(dòng)態(tài)代理就必須實(shí)現(xiàn)該接口。這個(gè)接口的委派任務(wù)是在invoke(Object proxy, Method m, Object[] args)方法里面實(shí)現(xiàn)的：
//在調(diào)用核心功能之前作一些動(dòng)作
……
//調(diào)用核心功能
m.invoke(obj, args);
//在調(diào)用核心功能以后做一些動(dòng)作
……
我們可以看到動(dòng)態(tài)代理其實(shí)用的是反射機(jī)制來(lái)調(diào)用核心功能的：m.invoke(obj, args);正是這種反射機(jī)制的使用使得我們調(diào)用核心功能更加靈活，而不用依賴于某一個(gè)具體的接口，而是依賴于Object對(duì)象。
下面我們來(lái)具體看看動(dòng)態(tài)代理或動(dòng)態(tài)委派如何使用：
public class ProxyAction implements InvocationHandler {
private Object action;
public ProxyAction(Object action)
{
this.action = action;
}
public static Object getInstance(Object action)
{
return Proxy.newProxyInstance(action.getClass().getClassLoader(),
action.getClass().getInterfaces(),new ProxyAction(action));
}
public Object invoke(Object proxy, Method m, Object[] args)
throws Throwable {
Object result;
try {
//在委派之前作動(dòng)作，如權(quán)限判斷等
System.out.println("before method " + m.getName());
//進(jìn)行委派
result = m.invoke(action, args);
} catch (InvocationTargetException e) {
throw e.getTargetException();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("unexpected invocation exception: "
+ e.getMessage());
} finally {
//在委派之后做動(dòng)作
System.out.println("after method " + m.getName());
}
return result;
}
}
這個(gè)代理類(lèi)，首先是實(shí)現(xiàn)了InvocationHandler接口；然后在getInstance（）方法里得到了代理類(lèi)的實(shí)例；在invoke（）方法里實(shí)現(xiàn)代理功能，也很簡(jiǎn)單。
下面我們來(lái)看客戶端：
Action action = (Action)ProxyAction.getInstance(new ViewAction());
Action.doAction();
我們可以看到代理類(lèi)對(duì)接口的依賴也轉(zhuǎn)移到了客戶端上，這樣，代理類(lèi)不依賴于某個(gè)接口。對(duì)于同樣的代理類(lèi)ProxyAction，我們也可以有如下的客戶端調(diào)用：
Engine engine = (Engine)ProxyAction.getInstance(new EngineImpl());
Engine.execute();
只要engineImpl類(lèi)實(shí)現(xiàn)了Engine接口，就可以像上面那樣使用。
現(xiàn)在我們可以看到，動(dòng)態(tài)代理的確是擁有相當(dāng)?shù)撵`活性。但我們同時(shí)也看到了，這個(gè)代理類(lèi)寫(xiě)起來(lái)比較麻煩，而且也差不多每次都寫(xiě)這樣千篇一律的東西，只有委派前的動(dòng)作和委派后的動(dòng)作在不同的代理里有著不同，其他的東西都需要照寫(xiě)。如果這樣的代理類(lèi)寫(xiě)多了，也會(huì)有一些冗余代理。需要我們進(jìn)一步優(yōu)化，這里我們使用模板方法模式來(lái)對(duì)這個(gè)代理類(lèi)進(jìn)行優(yōu)化，如下：
public abstract class BaseProxy implements InvocationHandler {
private Object obj;
protected BaseProxy(Object obj)
{
this.obj = obj;
}
public static Object getInstance(Object obj,InvocationHandler instance)
{
return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),
obj.getClass().getInterfaces(),instance);
}
public Object invoke(Object proxy, Method m, Object[] args)
throws Throwable {
// TODO Auto-generated method stub
Object result;
try {
System.out.println("before method " + m.getName());
this.doBegin();
result = m.invoke(obj, args);
} catch (InvocationTargetException e) {
throw e.getTargetException();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("unexpected invocation exception: "
+ e.getMessage());
} finally {
System.out.println("after method " + m.getName());
this.doAfter();
}
return result;
}
public abstract void doBegin();
public abstract void doAfter();
}
這樣，代理的實(shí)現(xiàn)類(lèi)只需要關(guān)注實(shí)現(xiàn)委派前的動(dòng)作和委派后的動(dòng)作就行，如下：
public class ProxyImpl extends BaseProxy {
protected ProxyImpl(Object o)
{
super(o);
}
public static Object getInstance(Object foo)
{
return getInstance(foo,new ProxyImpl(foo));
}
//委派前的動(dòng)作
public void doBegin() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("begin doing....haha");
}
//委派后的動(dòng)作
public void doAfter() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("after doing.....yeah");
}
}
從上面的代碼，我們可以看出代理實(shí)現(xiàn)類(lèi)的確是簡(jiǎn)單多了，只關(guān)注了委派前和委派后的動(dòng)作，這是我們作為一個(gè)代理真正需要關(guān)心的。
至此，代理模式和動(dòng)態(tài)代理已經(jīng)告一段落。我們將動(dòng)態(tài)代理引申一點(diǎn)說(shuō)開(kāi)去，來(lái)作為這篇文章的蛇足。
這個(gè)話題就是面向方面的編程，或者說(shuō)AOP。我們看上面的ProxyImpl類(lèi)，它的兩個(gè)方法doBegin()和doAfter()，這是做核心動(dòng)作之前和之后的兩個(gè)截取段。正是這兩個(gè)截取段，卻是我們AOP的基礎(chǔ)。在OOP里，doBegin()，核心動(dòng)作，doAfter()這三個(gè)動(dòng)作在多個(gè)類(lèi)里始終在一起，但他們所要完成的邏輯卻是不同的，如doBegin()可能做的是權(quán)限，在所有的類(lèi)里它都做權(quán)限；而在每個(gè)類(lèi)里核心動(dòng)作卻各不相同；doAfter()可能做的是日志，在所有的類(lèi)里它都做日志。正是因為在所有的類(lèi)里，doBegin()或doAfter()都做的是同樣的邏輯，因此我們需要將它們提取出來(lái)，單獨(dú)分析、設(shè)計(jì)和編碼，這就是我們的AOP的思想。
這樣說(shuō)來(lái)，我們的動(dòng)態(tài)代理就能作為實(shí)現(xiàn)AOP的基礎(chǔ)了。好了，就說(shuō)這么多，關(guān)于AOP技術(shù)，我們可以去關(guān)注關(guān)于這方面的知識(shí)。