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代理模式 JAVA

article 2024/9/22 10:14:36

文章目录

- 涉及的JAVA语言特性
- 接口和转型
- - 接口（Interface）
  - - 接口的特点：
    - 示例代码：
  - 转型（类型转换）
  - - 接口与转型的关系
    - 多态与接口的结合
  - 总结
- UML
- 代理模型
- 动态代理模式
- Springboot项目中遇到的代理模式

涉及的JAVA语言特性

接口（Interfaces）：
- 在JDK动态代理中，Subject接口定义了代理类和真实类共同实现的方法。
- InvocationHandler接口是JDK动态代理机制的核心，用于定义代理对象的行为。
- 在CGLIB中，MethodInterceptor接口用于定义拦截方法。
反射（Reflection）：
- JDK动态代理heavily依赖反射机制。
- Method.invoke()方法用于在运行时调用目标对象的方法。
- Proxy.newProxyInstance()方法使用反射创建代理类的实例。
动态类生成：
- JDK动态代理在运行时动态生成代理类。
- CGLIB通过字节码生成技术在运行时创建目标类的子类。
泛型（Generics）：
- 虽然在给定的代码中没有显式使用，但Proxy.newProxyInstance()方法内部使用了泛型。
多态（Polymorphism）：
- 代理对象可以被当作接口类型使用，展示了多态性。
内部类：
- DynamicProxyHandler和CglibProxyInterceptor可以被实现为内部类，以更好地封装代理逻辑。
异常处理：
- invoke和intercept方法都声明了throws Throwable，表明它们使用了Java的异常处理机制。
面向对象编程（OOP）：
- 整个设计展示了封装、继承和多态等OOP概念。
方法重写（Method Overriding）：
- DynamicProxyHandler重写了invoke方法。
- CglibProxyInterceptor重写了intercept方法。
类加载器（ClassLoader）：
- JDK动态代理使用类加载器来加载动态生成的代理类。
注解（Annotations）：
- @Override注解用于invoke和intercept方法，虽然在给定代码中没有显示。
可变参数（Varargs）：
- Method.invoke()和MethodProxy.invokeSuper()方法内部使用了可变参数。
字节码操作：
- CGLIB通过操作字节码来创建代理类，虽然这主要是库内部实现的细节。
回调（Callbacks）：
- CGLIB使用回调机制来实现方法拦截。

接口和转型

在面向对象编程中，接口和类型转换（转型）是两个非常重要的概念。它们在Java等编程语言中密切相关，尤其是在实现多态性和解耦时。

接口（Interface）

接口是一种抽象类型，定义了一组没有实现的方法。这些方法必须在实现接口的类中提供具体实现。接口主要用于定义类应该具备的行为，而不关注这些行为的具体实现方式。

接口的特点：

方法无实现：接口中的方法都是抽象的（Java 8之后允许定义默认方法default method和静态方法）。
多重继承：一个类可以实现多个接口，这在Java中提供了一种方式来模拟多重继承。
解耦：接口允许程序设计者定义行为标准，不依赖具体的实现。这有助于降低代码的耦合度。

示例代码：

interface Animal {
    void makeSound();  // 定义一个方法，没有实现
}

class Dog implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}

class Cat implements Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Cat meows");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myDog = new Dog();
        Animal myCat = new Cat();

        myDog.makeSound();  // 输出: Dog barks
        myCat.makeSound();  // 输出: Cat meows
    }
}

解释：在上述代码中，Animal是一个接口，定义了一个方法makeSound()。Dog和Cat类实现了Animal接口，并提供了各自的具体实现。通过接口引用，我们可以以统一的方式操作不同的对象（例如Dog和Cat），这是多态性的一个重要体现。

转型（类型转换）

转型指的是将一个对象的引用从一种类型转换为另一种类型。在与接口相关的转型中，主要涉及的是向上转型（Upcasting）和向下转型（Downcasting）。

接口与转型的关系

向上转型（Upcasting）：
- 当一个类实现了某个接口时，可以将该类的对象转型为该接口的引用。这种转换是自动的，不需要强制类型转换。
```
Animal myDog = new Dog();  // 向上转型，自动进行
```
解释：这里Dog对象被赋给Animal接口的引用。由于Dog类实现了Animal接口，所以这是一种安全的操作，并且是自动进行的。向上转型后，你只能通过Animal接口调用接口中定义的方法，而无法调用Dog类中的其他方法。
向下转型（Downcasting）：
- 如果你需要访问子类中特有的方法，必须将接口类型的引用向下转型为具体的实现类类型。这种转换需要显式的强制类型转换。
```
Animal myAnimal = new Dog();
Dog myDog = (Dog) myAnimal;  // 向下转型，需要强制转换
myDog.bark();  // 调用子类特有的方法
```
解释：在上面的例子中，myAnimal最初是一个Animal接口类型的引用，但实际上它指向的是一个Dog对象。如果需要调用Dog类中特有的方法（如bark()），必须将myAnimal向下转型为Dog类型。这种转换必须显式地进行，并且在运行时，如果myAnimal不是Dog对象，可能会抛出ClassCastException异常。

多态与接口的结合

通过结合接口和转型，你可以实现多态性。多态性允许同一个接口以不同的形式表现出来，这使得代码更为灵活和可扩展。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myAnimal = getAnimal();  // 假设这个方法返回Animal的某个实现
        myAnimal.makeSound();  // 多态调用，根据具体类型执行对应方法

        if (myAnimal instanceof Dog) {
            Dog myDog = (Dog) myAnimal;  // 向下转型
            myDog.bark();  // 调用子类特有方法
        }
    }

    public static Animal getAnimal() {
        // 返回某个Animal的实现
        return new Dog();  // 可能是Dog，Cat等任一实现
    }
}