代理模式看这一篇就够了~

2022-04-27 23:37:43

前言

不知各位是否还记得这两篇文章APP启动流程解析 和 Android Hook告诉你 如何启动未注册的Activity，这两篇文章中使用的技术基础都包含了 代理模式，其中在文章中也说道  “说到代理其实就是代理模式，关于什么是代理模式以及动态代理和静态代理的使用可以持续关注我，后面会单独写篇文章进行介绍。” 

如今整整一年过去了，我还是曾经那个少年，没有一丝丝改变。  这篇文章来了~

什么是代理模式

 说到设计模式，离我们特别远，又特别近。

 问许多工程师，设计模式用过哪些，相信很多人都会说 单例模式、工厂模式等等，但是很少有人提及桥接模式、门面模式、解释器模式等 甚至都没有听说过。

 代理模式 是 结构型模式之一，主要是将类和对象结合在一起解决特定的应用场景问题。对于Android工程师来说，我觉得了解并掌握代理模式是必要的，因为了解Android Hook、AMS代理等插件化技术，是离不开代理模式的，这也是我一直觉得要有这篇文章的原因，如果你还不了解代理模式对Android开发者有什么用途，可移步至前言的两篇文章。

使用代理模式

代理模式简单的说就是可以在不改被代理类代码的情况下，通过引入代理类来扩展功能。比如我们现在有一个登录注册类LoginAndRegist.java  和一个登录方法 一个注册方法。

public void login(String userName){
        System.out.println("我是登录方法");
    }
    public void reist(String userName){
        System.out.println("我是注册方法");
    }

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同时我们新建一个Test类来测试方法

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        LoginAndRegist loginAndRegist = new LoginAndRegist();
        loginAndRegist.reist("huanglinqing");
        loginAndRegist.login("huanglinqing");
    }
}

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运行Test.main 打印如下所示：

我是注册方法
我是登录方法
Process finished with exit code 0

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那么我们现在有需求，为登录和注册添加相关日志，我们该怎么来实现呢，你可能说了，这不简单吗，直接在login 和 regist方法中 直接再加两行打印不就行了吗?

可以是可以 但是随着系统的庞大，你会越来越痛苦

第一  LoginAndRegist类不是你写的，难道要让各自负责人去修改自己的代码吗 

第二 添加日志 是一个日志系统 是一个独立的系统，不应该和业务掺杂在一起

第三 如果要添加日志的类 是jar包中的呢

第******

静态代理

那么我们该如何实现上面的功能呢，我们以 为登录注册方法 添加 时间日志为例，首先 有经验的工程师在写代码的时候，就应该知道，我们要遵循基于接口而非实现的设计原则，所以我们应把login 和 regist 抽取出来，让LoginAndRegist 类 继承盖接口，如下所示：

public interface UserInter {
    /**
     * 登录
     * @param name name
     */
    void login(String name);
    /**
     * 注册
     * @param name name
     */
    void regist(String name);
}

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public class LoginAndRegist implements UserInter {
    private static final String TAG = "Login";
    @Override
    public void login(String userName) {
        System.out.println("我是登录方法");
    }
    @Override
    public void regist(String name) {
        System.out.println("我是注册方法");
    }
}

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为LoginAndRegist 类 创建代理类 LoginAndRegistProxy，让代理类 实现 和 原始类同样的接口，并调用原始类的方法 ，并在调用前 打印当前时间戳，代码如下所示：

public class LoginAndRegistProxy implements UserInter {
    private static final String TAG = "Login";
    private UserInter userInter;
    public LoginAndRegistProxy(UserInter userInter) {
        this.userInter = userInter;
    }
    @Override
    public void login(String userName) {
        System.out.println("调用登录接口的时间：" + System.currentTimeMillis());
        userInter.login(userName);
    }
    @Override
    public void regist(String name) {
        System.out.println("调用注册接口的时间：" + System.currentTimeMillis());
        userInter.login(name);
    }
}

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在Test中修改调用方法为代理类调用：

public static void main(String[] args) {
        LoginAndRegist loginAndRegist = new LoginAndRegist();
        LoginAndRegistProxy loginAndRegistProxy = new LoginAndRegistProxy(loginAndRegist);
        loginAndRegistProxy.regist("huanglinqing");
        loginAndRegistProxy.login("huanglinqing");
    }

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执行结果 如下所示：

调用注册接口的时间：1596793891141
我是登录方法
调用登录接口的时间：1596793891141
我是登录方法
Process finished with exit code 0

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这样呢，我们就实现了不改变原始的情况下，为类方法添加日志的功能，但是呢，这种方法存在的问题 我们上面也提到了

第一 如果原始类 没有实现接口怎么办

第二 如果原始类的源代码 我们获取不到怎么办

对于原始类 并没有实现接口，并且我们无法修改的情况下，这种我们称为对外部类的扩展，外部类的扩展我们一般使用继承的方式去扩展，这种方式我们就不解释了。

第三 如果为每个类都添加代理类，会增加大量的文件

第三个问题才是我们实际开发中需要首要解决的问题，所以 为了解决静态代理文件过多的的问题，我们需要使用动态代理。

动态代理

动态代理简单的说 就是我们不需要事先为某个原始类编写代理类，而是在运行的时候，动态的创建代理类，然后将原始类替换为代理类。动态代理的魅力在Android中真的是非常非常大，如果你还不了解，一定要回头看我前言中提到的两篇文章。而在java中动态代理的基础是反射，如果你还不了解反射技术，请移步至我的这篇文章Java反射技术详解

动态代理，我们主要依赖的是newProxyInstance方法，该方法返回的是指定接口代理类的实例。

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                      Class<?>[] interfaces,
                                      InvocationHandler h)

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第一个参数loader 指的是目标对象class对应的classLoader

第二个参数interfaces是设置为对象class所实现的接口类型，第一个参数和第二个参数其实在业务上都是固定的，在这里就是UserInter对应的的classLoader和接口类型。

我们主要来看第三个参数 InvocationHandler，它是一个实现了InvocationHandler接口的类对象

首先我们来定义一个MyInvocationHandler实现InvocationHandler

public class MyInvocationHandler implements java.lang.reflect.InvocationHandler {
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
       return null;
    }
}

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  这里实现的invoke方法就是动态代理的核心，此外我们需要将代理类传进来，并在invoke方法中执行代理方法

public class MyInvocationHandler implements java.lang.reflect.InvocationHandler {
    private Object target;
    public MyInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("开始执行前：" + method.getName());
        Object object = method.invoke(target, args);
        System.out.println("执行结束：" + method.getName());
        return object;
    }
}

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当外部代理类调用某个方法的时候，其实就是在调用invoke中的method.invoke方法，args就是执行对应方法所需的参数，我们这里 在方法前后分别加上日志。

上面我们已经说了，动态代理是通过newProxyInstance方法创建的，我们来看Test中如何使用

public static void main(String[] args) {
        UserInter loginAndRegist = new LoginAndRegist();
        UserInter loginAndRegistProxy = (UserInter) Proxy.newProxyInstance(loginAndRegist.getClass().getClassLoader(),
                loginAndRegist.getClass().getInterfaces(),new MyInvocationHandler(loginAndRegist));
        loginAndRegistProxy.regist("huang_动态代理");
        loginAndRegistProxy.login("huang_静态代理");
    }

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newProxyInstance中的参数我们在上面已经说明了，运行结果如下所示：

开始执行前：regist
我是注册方法
执行结束：regist
开始执行前：login
我是登录方法
执行结束：login
Process finished with exit code 0

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如此我们就通过动态代理，给所有类的方法 统一添加日志了。

在Android中我们用Proxy.newProxyInstance生成的对象，直接替换掉原来的对象，这个技术就是听起来很高大上的Hook技术。

此外Spring AOP 底层的实现原理就是基于动态代理。

代理模式还有哪些应用场景

如果我们想要很好的应用代理模式，我们需要了解代理模式的应用场景有哪些

业务系统非功能性需求

在业务系统中一些非功能性需求，比如：监控、统计、鉴权、事务、日志等。我们将这些附加功能与业务功能解耦，放到代理类中统一处理，这样可以与业务解耦并且做到职责明确划分。

除此之外代理模式还在RPC技术、Android Hook、插件化等技术领域有着广泛的应用。

现在你是否对代理模式有清晰的了解了呢？

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