chatGpt---Proxy mode of design mode

Dietich :

代理模式的思想和作用。

GPT:

代理模式是一种结构型设计模式,它允许通过代理对象来控制对真实对象的访问。代理模式中,代理对象充当了真实对象的替身,它可以拦截所有对真实对象的访问请求,进行一些额外的处理,然后再将请求传递给真实对象执行。代理模式的作用是:

隐藏真实对象的实现细节和复杂性,为客户端提供一个简单的接口。代理对象允许客户端通过公共接口访问真实对象,而无需知道真实对象的具体实现细节。

控制对真实对象的访问。代理对象可以充当门卫或过滤器的角色,只有通过代理对象才能访问真实对象,在代理对象中可以添加额外的限制或验证,来保证安全性或完整性。

减少系统复杂度,提高系统的可维护性。代理对象可以将真实对象的相关操作进行集中管理,从而提高系统的可维护性和可重用性。

实现远程对象访问。代理对象可以充当远程对象的本地代表,将远程对象的访问请求通过网络传输到远程服务器上,从而实现远程对象的访问。

在实际应用中,代理模式被广泛应用于远程过程调用(RPC)、缓存优化、事务管理、权限控制等场景,它可以充分发挥出其优点,提高系统的可维护性、可重用性和可扩展性。

Dietich :

能举一个通俗的例子帮我理解代理模式吗

GPT:

当然可以,在日常生活中我们也可以找到一些例子来帮助理解代理模式。比如在我们平时访问互联网的过程中,我们经常会使用 HTTP 代理服务器来访问某些网站,这个时候就可以使用代理模式来理解。

在这个例子中,我们的真实对象是网站服务器,而 HTTP 代理服务器就是代理对象。当我们将请求发送到代理服务器时,代理服务器会先进行处理,例如缓存一些常用的 web 内容,拦截恶意代码等等,最终再将请求转发到真实的服务器上,并将响应传递给我们的客户端。在这个过程中,我们的客户端和网站服务器之间的所有通信都是通过代理服务器进行的。

因此,代理模式可以帮助我们控制对对象的访问,实现更好的性能、安全性、可维护性。在实际应用中,代理模式可以用于访问控制、缓存、延迟加载、远程调用等多种场景。

Dietich :

代理模式的实现方式有几种。

GPT:

代理模式的实现方式通常有以下几种:

静态代理:静态代理是在编译期就已经确定代理类的结构,它通过手动编写代理类来实现功能增强,代理类和被代理类具有相同的接口或实现相同的接口,通常使用接口来定义代理类和被代理类的方法。

动态代理(JDK动态代理):动态代理是在运行时根据被代理对象的接口或类,在内存中自动生成代理类的代码,从而实现对被代理对象进行代理,常常使用的方式是使用 JDK 提供的 Proxy 类和 InvocationHandler 接口进行实现。

CGLIB代理:CGLIB(Code Generation Library)代理是一种基于字节码生成技术实现的代理方式,它不需要被代理对象实现任何接口,直接继承被代理对象,通过覆盖方法来实现代理。

不同的代理模式实现方式有各自的优缺点。静态代理通常简单易懂,实现比较直接,但是因为需要手动编写代理类,需要针对每一个被代理类进行编写,不能适用于被代理类过多的情况。动态代理相比静态代理,可以动态地生成代理类的代码,具有更加灵活的特性,但是也受到被代理对象必须实现接口的限制。CGLIB 代理相比动态代理,可以代理没有实现接口的对象,但是需要额外引入 CGLIB 库。因此,在实际应用中,我们需要根据具体情况综合考虑,选择最合适的代理实现方式。

Dietich :

能在换一个例子实现静态代理吗,需要给代码中加注释。

GPT:

好的,这里再举一个使用静态代理的汽车销售代理的例子:

定义接口 Car,其中 seeCar() 方法用于查看车,buyCar() 方法用于购买车。
public interface Car {
    /**
     * 查看车
     */
    void seeCar();

    /**
     * 购买车
     */
    void buyCar();
}
定义实现类 BenzCar 和 BMWCar,分别实现接口Car,并且实现查看车和购买车的功能。

public class BenzCar implements Car {
    public void seeCar() {
        System.out.println("The car is Benz!");
    }

    public void buyCar() {
        System.out.println("You have successfully purchased a Benz car!");
    }
}

public class BMWCar implements Car {
    public void seeCar() {
        System.out.println("The car is BMW!");
    }

    public void buyCar() {
        System.out.println("You have successfully purchased a BMW car!");
    }
}
定义代理类 CarProxy,它实现了接口 Car,内部持有真实的 Car,并且在购买车之前可以帮助客户了解车的描述信息。

public class CarProxy implements Car {
    private Car car;

    public CarProxy(Car car) {
        this.car = car;
    }

    /**
     * 查看车(代理)
     */
    public void seeCar() {
        car.seeCar();
    }

    /**
     * 购买车(代理)
     */
    public void buyCar() {
        this.showCarInfo();
        car.buyCar();
    }

    /**
     * 显示车的描述信息(代理)
     */
    public void showCarInfo() {
        System.out.println("This is a " + car.getClass().getSimpleName());
        System.out.println("It is a very good car!");
    }
}

在代理类 CarProxy 中,持有真实的 Car 对象,在购买车时通过代理类显示车的描述信息,并调用真实的 car 对象来实现购买车的方法。
最后,编写测试类 Client 测试代理类 CarProxy 是否能够正确工作:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //购买奔驰车
        Car benzCar = new BenzCar();
        CarProxy benzProxy = new CarProxy(benzCar);
        benzProxy.seeCar();
        benzProxy.buyCar();
    
        //购买宝马车
        Car bmwCar = new BMWCar();
        CarProxy bmwProxy = new CarProxy(bmwCar);
        bmwProxy.seeCar();
        bmwProxy.buyCar();
    }
}
执行程序,输出如下:

The car is Benz!
This is a BenzCar
It is a very good car!
You have successfully purchased a Benz car!
The car is BMW!
This is a BMWCar
It is a very good car!
You have successfully purchased a BMW car!

执行获得车辆信息和购买操作时,客户端直接与代理对象进行交互,代理对象在必要时调用真实对象来实现操作。代理类的存在对真实对象进行了增强,加强了对客户的服务。

Dietich :

能换一个例子,实现jdk的动态代理吗,并对代码加相应的注释

GPT:

好的,这里举一个通过 JDK 动态代理来实现日志记录功能的例子:
定义一个接口 Calculator,其中有两个方法 add() 和 sub() :

public interface Calculator {
    int add(int a, int b);
    int sub(int a, int b);
}
实现类 CalculatorImpl,实现 Calculator 接口,并在方法中添加日志记录功能:

public class CalculatorImpl implements Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        System.out.println("CalculatorImpl.add is called.");
        return a + b;
    }

    public int sub(int a, int b) {
        System.out.println("CalculatorImpl.sub is called.");
        return a - b;
    }
}
定义一个拦截器 LogInterceptor,实现 InvocationHandler 接口,并重写 invoke() 方法:

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

public class LogInterceptor implements InvocationHandler {
    private Object target;

    public LogInterceptor(Object target) {
        this.target = target;
    }

    /**
     * 处理代理对象方法的调用并返回结果
     */
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("Log Before method " + method.getName());
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("Log After method " + method.getName());
        return result;
    }
}
在上述代码中,LogInterceptor 实现了 JDK 中的 InvocationHandler 接口,代理对象调用方法时会调用 invoke() 方法,并在其中对目标对象的方法调用进行日志记录前缀和后缀的添加,从而达到了日志记录的目的。
在客户端中使用 JDK 动态代理创建代理对象,并执行方法,即可在控制台看到日志记录信息:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Calculator target = new CalculatorImpl();
        LogInterceptor logInterceptor = new LogInterceptor(target);

        Calculator proxy = (Calculator) Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(),
                logInterceptor
        );

        proxy.add(1, 2);
        proxy.sub(10, 5);
    }
}
在上述代码中,首先初始化一个 CalculatorImpl 的实例作为目标对象,并将其作为参数传入 LogInterceptor 的构造函数中。然后,通过 Proxy 类的 newProxyInstance() 方法创建了一个代理实例 proxy,并将代理对象强制转换成 Calculator 接口类型的对象。最后,执行代理对象的 add() 和 sub() 方法,即可看到控制台输出的日志记录信息:

Log Before method add
CalculatorImpl.add is called.
Log After method add
Log Before method sub
CalculatorImpl.sub is called.
Log After method sub

通过这种方式,在保持原有代码结构不变的前提下,可以快速地添加日志记录等拦截器功能。

Dietich :

讲讲前面代码newProxyInstance()中参数的含义和invoke()中参数的含义

GPT:

Proxy.newProxyInstance() 方法接受三个参数:

ClassLoader 类加载器,用于加载代理类。

Class<?>[] interfaces 代理对象实现的接口列表。

InvocationHandler 调用处理器,用于处理代理对象的方法调用。

其中,ClassLoader 类加载器用于加载代理类;interfaces 参数是一个数组,用于指定代理对象要实现的接口列表;最后的 InvocationHandler 调用处理器用于处理代理对象的方法调用。

invoke() 方法接受三个参数:

Object proxy,指代代理类实例。

Method method,指代正在被调用的方法对象。

Object[] args,指代调用目标方法时传入的参数。

其中,第一个参数是生成的代理对象;第二个参数是代理对象要调用的方法;第三个参数是代理对象调用方法时传入的实参。在代理对象调用方法时,JDK 动态代理会通过 invoke() 方法将调用转发给 InvocationHandler 对象去处理。在 invoke() 方法中,我们可以编写自己的逻辑,在调用目标方法前后加入拦截器等功能。

Dietich :

使用java代码实现cglib的动态代理,并对代码加注释。

GPT:

好的,以下是一个使用 Java 代码实现 CGLIB 动态代理的示例:
首先,定义一个目标对象 Calculator,其中有两个方法 add() 和 sub() :

public class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        System.out.println("Calculator.add is called.");
        return a + b;
    }

    public int sub(int a, int b) {
        System.out.println("Calculator.sub is called.");
        return a - b;
    }
}
创建一个代理处理类 MethodInterceptorImpl,实现 MethodInterceptor 接口,并重写 intercept() 方法:

import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;

public class MethodInterceptorImpl implements MethodInterceptor {

    /**
     * 拦截代理对象的方法调用,并进行增强处理
     */
    public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
        System.out.println("Before method " + method.getName());
        Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
        System.out.println("After method " + method.getName());
        return result;
    }
}
在上述代码中,MethodInterceptorImpl 类实现了 CGLIB 的 MethodInterceptor 接口,拦截代理对象的方法调用,并在其中进行增强处理,在调用目标方法前后加入前缀和后缀的输出。
在客户端中使用 CGLIB 动态代理创建代理对象,并执行方法,即可在控制台看到增强处理后的输出结果:

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Calculator target = new Calculator();
        MethodInterceptorImpl methodInterceptor = new MethodInterceptorImpl();

        Enhancer enhancer = new Enhancer();
        enhancer.setSuperclass(Calculator.class);
        enhancer.setCallback(methodInterceptor);

        Calculator proxy = (Calculator) enhancer.create();
        proxy.add(1, 2);
        proxy.sub(10, 5);
    }
}
在上述代码中,首先初始化了一个 Calculator 的实例作为目标对象,并将其作为参数传入 MethodInterceptorImpl 的构造函数中。然后,通过 Enhancer 类创建了一个代理实例 proxy,并设置其父类为 Calculator 类,设置回调对象为 MethodInterceptorImpl 类,从而对目标对象的方法进行了增强处理。最后,执行代理对象的 add() 和 sub() 方法,即可看到控制台输出的增强后的信息:

Before method add
Calculator.add is called.
After method add
Before method sub
Calculator.sub is called.
After method sub

Dietich :

动态代理的实现原理是什么?会给系统带来什么哪些性能影响

GPT:

动态代理的实现原理基于 Java 语言的反射机制。当我们代理对象的方法被调用时,JVM 会把这个调用分派给 InvocationHandler 接口的 invoke() 方法,在 invoke() 方法中,我们可以处理任何想要处理的逻辑,包括调用原始对象方法和添加拦截器等操作,最终返回结果。

动态代理会给系统带来以下一些性能影响:\

动态代理会在运行时动态生成代理类的字节码,需要占用一定的内存和计算资源。

在代理对象调用方法时,需要额外的时间进行拦截器等操作,可能会影响运行效率。

相比之下,静态代理的成本较低,但其缺点在于需要手动编写代理类,增加了代码量,并且由于每个代理类只能代理一个目标类,因此可扩展性较低。

Dietich :

讲讲动态代理在java中的具体应用场景

GPT:

动态代理在 Java 中有着广泛的应用场景,以下是其中几个常用的场景:

日志记录:在方法调用前后进行日志记录,包括方法名称、参数和返回值等。

安全检查:在方法调用前进行安全检查,包括权限和密码检查等。

性能监控:在方法调用前后监控性能数据,如方法耗时、内存占用等。

事务管理:在方法调用前后进行事务管理,包括开启事务、提交或回滚事务等。

缓存代理:在方法调用前后进行缓存操作,包括查询缓存、写入缓存等。

远程调用:通过动态代理实现远程方法调用,如 RMI(远程方法调用)等。

AOP(面向切面编程):通过动态代理实现 AOP 编程,对系统进行横向切面的抽象和封装,提高系统的可扩展性和可维护性等。

在实际开发中,动态代理通常被应用于框架和框架扩展中,用于增强框架的功能或扩展框架的机制,同时也可以方便地维护和修改代理对象的方法。

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