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學(xué)習(xí)不用那么功利，二師兄帶你從更高維度輕松閱讀源碼～

隨著對(duì)Nacos源碼的深入閱讀，感覺(jué)越來(lái)越有意思了，大量的設(shè)計(jì)模式和基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)都在其中被運(yùn)用。不論你是否閱讀源碼，都值得借鑒一下Nacos的運(yùn)用案例。

今天這篇文章，給大家介紹一下Nacos Client中對(duì)代理模式的運(yùn)用。閱讀這篇文章，你可以不懂Nacos源碼，但能夠?qū)W到代理模式的運(yùn)用;如果你準(zhǔn)備閱讀Nacos源碼，不僅可以學(xué)到代理模式的案例，還可以更加深刻的感知到Nacos中的設(shè)計(jì)思想。

代理模式簡(jiǎn)介

通俗的來(lái)講，代理模式就是讓別人(代理)幫忙做你并不關(guān)心的事，作用就相當(dāng)于日常生活中的中介。

比如，日常生活中，你想買輛車，你可以直接去自己挑選、質(zhì)檢等，但這個(gè)過(guò)程會(huì)耗費(fèi)你大量的時(shí)間和精力。那么，此時(shí)你就可以找一個(gè)代理，來(lái)幫忙實(shí)現(xiàn)挑選、質(zhì)檢的事情。

對(duì)于軟件設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，代理模式的定義為：代理模式給某一個(gè)對(duì)象提供一個(gè)代理對(duì)象，并由代理對(duì)象控制對(duì)原對(duì)象的引用。通俗的來(lái)講代理模式就是我們生活中常見(jiàn)的中介。

代理模式的結(jié)構(gòu)

在不使用代理模式時(shí)，我們大概是這樣使用一個(gè)接口：圖片

客戶端在使用CarService接口時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)建CarServiceImpl類的實(shí)例，然后進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理。

但在某些場(chǎng)景下，一個(gè)客戶類不想或者不能直接引用一個(gè)委托對(duì)象(CarServiceImpl)，此時(shí)代理類對(duì)象可以在客戶類和委托對(duì)象之間起到中介的作用，并提供相同的功能。

如果提供相同的功能，那么代理類和委托類就需要實(shí)現(xiàn)相同的接口。此時(shí)，上圖就演變成了代理模式：

代理模式

在代理模式的圖中，對(duì)比普通的直接使用，新增了代理類，并且代理類持有了委托類(真實(shí)對(duì)象)的引用。代理類本身并不真正實(shí)現(xiàn)服務(wù)，而是通過(guò)調(diào)用委托類的相關(guān)方法，來(lái)提供特定的服務(wù)，所以要持有真實(shí)類的引用。

代理類可以在業(yè)務(wù)功能執(zhí)行的前后加入一些公共的服務(wù)，比如負(fù)責(zé)為委托類預(yù)處理消息、過(guò)濾消息、把消息轉(zhuǎn)發(fā)給委托類，以及事后對(duì)返回結(jié)果的處理等。

代理模式中的角色：

• 抽象主題類(Subject)：聲明了目標(biāo)對(duì)象和代理對(duì)象的共同接口，在任何可以使用目標(biāo)對(duì)象的地方都可以使用代理對(duì)象。
• 具體主題類(RealSubject)：也稱為委托角色或者被代理角色。定義了代理對(duì)象所代表的目標(biāo)對(duì)象。
• 代理類(Proxy)：也叫委托類、代理類。代理對(duì)象內(nèi)部含有目標(biāo)對(duì)象的引用，從而可以在任何時(shí)候操作目標(biāo)對(duì)象;代理對(duì)象提供一個(gè)與目標(biāo)對(duì)象相同的接口，以便可以在任何時(shí)候替代目標(biāo)對(duì)象。代理對(duì)象通常在客戶端調(diào)用傳遞給目標(biāo)對(duì)象之前或之后，執(zhí)行某個(gè)操作，而不是單純地將調(diào)用傳遞給目標(biāo)對(duì)象。

代理模式實(shí)現(xiàn)

以上面的結(jié)構(gòu)圖為例，來(lái)看看代理模式的代碼實(shí)現(xiàn)。

定義抽象主題類(CarService)、具體主題類(CarServiceImpl)、代理類(CarServiceProxy)：

// 抽象主題類 
public interface CarService { 
    // 選車 
    Car chooseCar(); 
    // 質(zhì)量檢查 
    boolean qualityCheck(); 
} 
 
// 具體主題類 
public class CarServiceImpl implements CarService { 
    @Override 
    public Car chooseCar() { 
        System.out.println("真實(shí)操作：選車"); 
        return new Car(); 
    } 
 
    @Override 
    public boolean qualityCheck() { 
        System.out.println("真實(shí)操作：質(zhì)量檢測(cè)"); 
        return true; 
    } 
} 
 
// 代理類 
public class CarServiceProxy implements CarService { 
 
    private CarServiceImpl real; 
 
    public CarServiceProxy() { 
        real = new CarServiceImpl(); 
    } 
 
    @Override 
    public Car chooseCar() { 
        System.out.println("代理類CarServiceProxy選車：先添加一些日志"); 
        return real.chooseCar(); 
    } 
 
    @Override 
    public boolean qualityCheck() { 
        System.out.println("代理類CarServiceProxy質(zhì)量檢測(cè)：先添加一些日志"); 
        return real.qualityCheck(); 
    } 
} 

對(duì)應(yīng)的客戶端測(cè)試類：

public class Client { 
 
    public static void main(String[] args) { 
 
        CarService carService = new CarServiceProxy(); 
        carService.chooseCar(); 
        carService.qualityCheck(); 
    } 
} 

直接使用代理類，就可以完成預(yù)期的工作。

執(zhí)行程序，打印日志如下：

• 代理類CarServiceProxy選車：先添加一些日志
• 真實(shí)操作：選車
• 代理類CarServiceProxy質(zhì)量檢測(cè)：先添加一些日志
• 真實(shí)操作：質(zhì)量檢測(cè)

可以看出，在真實(shí)的操作之前，可以通過(guò)代理類添加一些其他的操作。

Nacos的代理模式實(shí)踐

上面了解了代理模式的基本知識(shí)以及實(shí)例，下面就來(lái)看看Nacos中是如何實(shí)現(xiàn)代理模式的。

Nacos Client與注冊(cè)中心進(jìn)行通信采用了兩種通信協(xié)議：HTTP協(xié)議和gRPC協(xié)議。這兩個(gè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)了共同的抽象主題類NamingClientProxy，具體主題類有NamingHttpClientProxy和NamingGrpcClientProxy，分別對(duì)應(yīng)Http協(xié)議和gRPC協(xié)議實(shí)現(xiàn)。

此時(shí)，Nacos考慮到要支持通過(guò)配置來(lái)靈活選擇具體的通信協(xié)議，而這個(gè)功能呢又沒(méi)辦法讓這兩個(gè)具體的主題類來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此就產(chǎn)生了一個(gè)代理類NamingClientProxyDelegate來(lái)完成一些預(yù)先的處理和判斷。

整個(gè)代理模式的使用類圖如下：

代理模式

通過(guò)上圖可以發(fā)現(xiàn)，Nacos的代理模式使用與標(biāo)準(zhǔn)的代理模式還有一些區(qū)別。

首先，NamingClientProxyDelegate同時(shí)代理了具體主題類，這可能考慮的是方便通信協(xié)議的配置切換。同時(shí)，在代理類中還處理了一些事件監(jiān)聽等額外功能。

其次，說(shuō)話Nacos這塊的命名并不友好，比如抽象主題直接以Proxy為后綴，容易讓人混淆。這就導(dǎo)致與代理模式中的代理類命名沖突，于是將代理類的后綴替換為了Delegate。

上圖中的客戶類便是NacosNamingService，在其中實(shí)現(xiàn)了代理類的初始化操作，具體代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public class NacosNamingService implements NamingService { 
    // ... 
    private NamingClientProxy clientProxy; 
   
    private void init(Properties properties) throws NacosException { 
        // ... 
        this.clientProxy = new NamingClientProxyDelegate(this.namespace, serviceInfoHolder, properties, changeNotifier); 
    } 
     
    @Override 
    public void registerInstance(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException { 
        NamingUtils.checkInstanceIsLegal(instance); 
        clientProxy.registerService(serviceName, groupName, instance); 
    } 
    // ... 
}   

抽象主題類NamingClientProxy為接口，部分代碼如下：

public interface NamingClientProxy extends Closeable { 
     
    void registerService(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException; 
  
    void deregisterService(String serviceName, String groupName, Instance instance) throws NacosException; 
    
   // ... 
} 

代理類NamingClientProxyDelegate部分實(shí)現(xiàn)如下：

public class NamingClientProxyDelegate implements NamingClientProxy { 
    // ... 
    private final NamingHttpClientProxy httpClientProxy; 
     
    private final NamingGrpcClientProxy grpcClientProxy; 
     
    public NamingClientProxyDelegate(String namespace, ServiceInfoHolder serviceInfoHolder, Properties properties, 
            InstancesChangeNotifier changeNotifier) throws NacosException { 
         // ...        
        this.httpClientProxy = new NamingHttpClientProxy(namespace, securityProxy, serverListManager, properties, 
                serviceInfoHolder); 
        this.grpcClientProxy = new NamingGrpcClientProxy(namespace, securityProxy, serverListManager, properties, 
                serviceInfoHolder); 
    } 
  // ... 
} 

可以看出，代理類實(shí)現(xiàn)了NamingClientProxy接口，同時(shí)持有了NamingHttpClientProxy和NamingGrpcClientProxy的對(duì)象引用，并且對(duì)它們進(jìn)行了初始化操作。

關(guān)于NamingHttpClientProxy和NamingGrpcClientProxy的代碼我們就不再展示，它們首先繼承了AbstractNamingClientProxy抽象類，該抽象類實(shí)現(xiàn)NamingClientProxy接口。

從整體上來(lái)說(shuō)，Nacos中對(duì)代理模式的運(yùn)用還是比較靈的，結(jié)合場(chǎng)景一個(gè)代理類代理了兩個(gè)具體實(shí)現(xiàn)類，但同時(shí)在命名方面的問(wèn)題，還有待商榷。

代理模式和裝飾器模式的區(qū)別

在學(xué)習(xí)使用代理模式時(shí)，經(jīng)常會(huì)有朋友與裝飾器模式相混淆。這里就簡(jiǎn)單聊一下它們直接的區(qū)別。

裝飾器模式中，裝飾者(decorator)和被裝飾者(decoratee)都實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口。代理模式中，代理類(proxy class)和真實(shí)處理的類(real class)都實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口。而且兩者都對(duì)類的方法進(jìn)行擴(kuò)展，看起來(lái)邊界的確比較模糊。

但還是有一些區(qū)別點(diǎn)的：

• 裝飾器模式強(qiáng)調(diào)的是增強(qiáng)自身，比如增加之后可提供更多的屬性和方法;代理模式強(qiáng)調(diào)要讓別人幫你去做一些本身與你業(yè)務(wù)沒(méi)有太多關(guān)系的職責(zé)(記錄日志、設(shè)置緩存)。代理模式是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)象的控制，因?yàn)楸淮淼膶?duì)象往往難以直接獲得或者是其內(nèi)部不想暴露出來(lái)。
• 裝飾模式是以對(duì)客戶端透明的方式擴(kuò)展對(duì)象的功能，是繼承方案的一個(gè)替代方案;代理模式則是給一個(gè)對(duì)象提供一個(gè)代理對(duì)象，并由代理對(duì)象來(lái)控制對(duì)原有對(duì)象的引用;
• 裝飾模式是為裝飾的對(duì)象增強(qiáng)功能;而代理模式對(duì)代理的對(duì)象施加控制，但不對(duì)對(duì)象本身的功能進(jìn)行增強(qiáng);

小結(jié)

代理模式在日常業(yè)務(wù)代碼中還是比較少見(jiàn)的，本文我們重點(diǎn)介紹了靜態(tài)代理模式及在Nacos中的運(yùn)用。關(guān)于動(dòng)態(tài)代理，在Spring的框架中可以看到很多實(shí)例，有機(jī)會(huì)我們?cè)龠M(jìn)行講解。而Nacos中對(duì)代理模式的運(yùn)用算是比較靈活，同時(shí)也并不是那么完美。這或許也提供了我們對(duì)代理模式認(rèn)知的另外一個(gè)視角。