资深软件开发工程师,业余马拉松选手。
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,即Proxy,它和Adapter模式很类似。我们先回顾Adapter模式,它用于把A接口转换为B接口:
而Proxy模式不是把A接口转换成B接口,它还是转换成A接口:
合着Proxy就是为了给A接口再包一层,这不是脱了裤子放屁吗?
当然不是。我们观察Proxy的实现A接口的方法:
这样写当然没啥卵用。但是,如果我们在调用的前后,加一些额外的代码:
这样一来,我们就实现了权限检查,只有符合要求的用户,才会真正调用目标方法,否则,会直接抛出异常。
有的童鞋会问,为啥不把权限检查的功能直接写到目标实例A的内部?
因为我们编写代码的原则有:
- 职责清晰:一个类只负责一件事;
- 易于测试:一次只测一个功能。
用Proxy实现这个权限检查,我们可以获得更清晰、更简洁的代码:
- A接口:只定义接口;
- ABusiness类:只实现A接口的业务逻辑;
- APermissionProxy类:只实现A接口的权限检查代理。
如果我们希望编写其他类型的代理,可以继续增加类似ALogProxy,而不必对现有的A接口、ABusiness类进行修改。
实际上权限检查只是代理模式的一种应用。Proxy还广泛应用在:
远程代理即Remote Proxy,本地的调用者持有的接口实际上是一个代理,这个代理负责把对接口的方法访问转换成远程调用,然后返回结果。Java内置的RMI机制就是一个完整的远程代理模式。
虚代理即Virtual Proxy,它让调用者先持有一个代理对象,但真正的对象尚未创建。如果没有必要,这个真正的对象是不会被创建的,直到客户端需要真的必须调用时,才创建真正的对象。JDBC的连接池返回的JDBC连接(Connection对象)就可以是一个虚代理,即获取连接时根本没有任何实际的数据库连接,直到第一次执行JDBC查询或更新操作时,才真正创建实际的JDBC连接。
保护代理即Protection Proxy,它用代理对象控制对原始对象的访问,常用于鉴权。
智能引用即Smart Reference,它也是一种代理对象,如果有很多客户端对它进行访问,通过内部的计数器可以在外部调用者都不使用后自动释放它。
我们来看一下如何应用代理模式编写一个JDBC连接池()。我们首先来编写一个虚代理,即如果调用者获取到后,并没有执行任何SQL操作,那么这个Connection Proxy实际上并不会真正打开JDBC连接。调用者代码如下:
现在我们来思考如何实现这个。为了简化代码,我们首先针对接口做一个抽象的代理类:
这个代理类的作用是把接口定义的方法全部实现一遍,因为接口定义的方法太多了,后面我们要编写的只需要继承,就不必再把接口方法挨个实现一遍。
实现如下:
如果调用者没有执行任何SQL语句,那么字段始终为。只有第一次执行SQL语句时(即调用任何类似方法时,触发调用),才会真正打开实际的JDBC Connection。
最后,我们还需要编写一个来支持这个:
我们执行代码,输出如下:
可见第一个调用获取到的并没有实际打开真正的JDBC Connection。
使用连接池的时候,我们更希望能重复使用连接。如果调用方编写这样的代码:
调用方并不关心是否复用了,但从获取的确实自带这个优化功能。如何实现可复用的连接池?答案仍然是使用代理模式。
复用连接的关键在于覆写方法,它并没有真正关闭底层JDBC连接,而是把自己放回一个空闲队列,以便下次使用。
空闲队列由负责维护:
我们执行调用方代码,输出如下:
除了第一次打开了一个真正的JDBC Connection,后续获取的实际上是同一个JDBC Connection。但是,对于调用方来说,完全不需要知道底层做了哪些优化。
我们实际使用的DataSource,例如HikariCP,都是基于代理模式实现的,原理同上,但增加了更多的如动态伸缩的功能(一个连接空闲一段时间后自动关闭)。
有的童鞋会发现Proxy模式和Decorator模式有些类似。确实,这两者看起来很像,但区别在于:Decorator模式让调用者自己创建核心类,然后组合各种功能,而Proxy模式决不能让调用者自己创建再组合,否则就失去了代理的功能。Proxy模式让调用者认为获取到的是核心类接口,但实际上是代理类。
使用代理模式编写一个JDBC连接池。
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代理模式通过封装一个已有接口,并向调用方返回相同的接口类型,能让调用方在不改变任何代码的前提下增强某些功能(例如,鉴权、延迟加载、连接池复用等)。
使用Proxy模式要求调用方持有接口,作为Proxy的类也必须实现相同的接口类型。
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