什么是静态代理？请举例说明其应用场景和实现方式。

八股文_设计模式面试题 0 8

参考回答

问题：什么是静态代理？请举例说明其应用场景和实现方式。

静态代理是指代理类和目标类在编译时就已经确定好了，代理类与目标类通常实现相同的接口，并在代理类中对目标类的方法进行转发。在静态代理模式中，代理类和目标类之间是静态绑定的，意味着代理类的代码是提前编写好的，并且目标类在编译时就已确定。

详细讲解与拓展

1. 静态代理的实现方式

静态代理的核心思想是：通过代理类来控制对目标对象的访问，代理类和目标类实现相同的接口或继承自相同的类，代理类持有目标类的实例，在代理类中对目标类的方法进行调用或转发。

静态代理的一般步骤是：
1. 定义一个接口或抽象类，目标类和代理类都需要实现或继承该接口/类。
2. 目标类实现实际的业务逻辑。
3. 代理类持有目标类的实例，并在自己的方法中调用目标类的方法，可能还会在调用前后进行一些额外操作（如日志、权限检查等）。

2. 静态代理的应用场景

静态代理通常用于以下场景：
– 日志记录：通过代理类来记录目标类的方法调用，提供统一的日志记录功能。
– 权限控制：代理类可以在调用目标类的方法前进行权限检查，保证只有合适的用户可以调用目标类的方法。
– 性能监控：代理类可以用来统计目标类方法的执行时间或其他性能指标。
– 事务管理：在调用目标类的方法前后进行事务的启动与提交。

3. 静态代理的实现代码示例

假设我们有一个UserService类，它包含了一个login方法，我们希望通过静态代理来增加登录操作的日志记录功能。

接口定义：

public interface UserService {
    void login(String username, String password);
}

目标类：

public class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void login(String username, String password) {
        System.out.println("User " + username + " logged in successfully!");
    }
}

代理类：

public class UserServiceProxy implements UserService {
    private UserService userService;

    public UserServiceProxy(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    @Override
    public void login(String username, String password) {
        // 在调用目标方法之前记录日志
        System.out.println("Logging: User login attempt with username: " + username);

        // 调用目标对象的login方法
        userService.login(username, password);

        // 在调用目标方法之后记录日志
        System.out.println("Logging: User login attempt completed.");
    }
}

测试代码：

public class StaticProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建目标对象
        UserService userService = new UserServiceImpl();

        // 创建代理对象
        UserService proxy = new UserServiceProxy(userService);

        // 通过代理对象调用方法
        proxy.login("john_doe", "password123");
    }
}

输出结果：

Logging: User login attempt with username: john_doe
User john_doe logged in successfully!
Logging: User login attempt completed.

4. 静态代理的优缺点

优点：
– 简洁易懂：静态代理的实现相对简单，目标类和代理类明确分开，易于理解。
– 功能增强：可以通过代理类对目标类的功能进行增强或扩展，像日志记录、权限检查等。

缺点：
– 代码重复：每个目标类都需要手动编写代理类，代理类的代码会大量重复，增加了维护成本。
– 不灵活：代理类是静态的，无法在运行时动态生成。如果需要为多个类生成代理，代码将会变得冗长。

5. 静态代理的实际应用场景

权限控制：例如在系统中，某些操作只能由管理员执行，代理类可以在执行目标方法之前检查当前用户是否具有执行该操作的权限。
日志记录：在系统的各个业务方法调用中，代理类可以记录日志，帮助开发者跟踪和调试应用程序的执行情况。
事务管理：在数据库操作时，代理类可以确保在目标方法执行之前启动事务，执行完毕后提交或回滚事务。
延迟加载：代理类可以在目标对象被首次使用时进行延迟加载，避免在系统启动时加载不必要的资源。

总结

静态代理是通过编写代理类来控制对目标对象的访问，代理类和目标类实现相同的接口，在代理类中对目标类的方法进行调用或增强。静态代理适用于需要增强目标对象功能的场景，如日志记录、权限控制等。然而，静态代理的缺点是需要手动为每个目标类创建代理类，代码重复且不够灵活。