Java设计模式之代理模式
原创
什么是代理模式？
代理模式是一种结构型设计模式，它允许通过代理对象控制对另一个对象的访问。在代理模式中，客户端通过代理对象访问目标对象，而不直接与目标对象交互。代理对象充当了客户端和目标对象之间的中间人，可以在访问过程中添加额外的逻辑，例如权限控制、缓存、日志记录等。
代理模式的主要目的是为了提供一种间接访问目标对象的方式，从而实现更加灵活的控制和管理。
代理模式的结构
在Java中，代理模式通常包含以下几个角色：
- 抽象主题（Subject）：定义了目标对象和代理对象的共同接口，客户端通过这个接口访问目标对象。
- 真实主题（Real Subject）：实现了抽象主题接口，是代理模式中的目标对象，客户端最终想要访问的对象。
- 代理（Proxy）：实现了抽象主题接口，并持有一个真实主题的引用，它可以控制对真实主题的访问，并在访问过程中添加额外的逻辑。
代理模式的实现方式
在Java中，代理模式有两种常见的实现方式：静态代理和动态代理。
1. 静态代理
静态代理是指在编译时就已经确定了代理关系，代理类是在编译期间就已经确定的。静态代理通常需要为每个真实主题创建一个对应的代理类，在代理类中编写额外的逻辑。
下面是一个简单的静态代理的示例代码：
定义抽象主题接口
interface Subject {
void request();
}定义真实主题
class RealSubject implements Subject {
public void request() {
System.out.println("RealSubject: Handling request.");
}
}定义代理
class Proxy implements Subject {
private RealSubject realSubject;
public Proxy() {
realSubject = new RealSubject();
}
public void request() {
// 在访问真实主题前可以添加额外的逻辑
System.out.println("Proxy: Pre-processing.");
// 调用真实主题的方法
realSubject.request();
// 在访问真实主题后可以添加额外的逻辑
System.out.println("Proxy: Post-processing.");
}
}客户端代码
public class StaticProxyExample {
public static void main(String[] args) {
Proxy proxy = new Proxy();
proxy.request();
}
}在上面这个示例中，Proxy类充当了代理，它持有一个RealSubject对象的引用，在调用request()方法时，会在访问真实主题前后添加额外的逻辑。
2. 动态代理
动态代理是在运行时根据需要动态生成代理类的一种代理模式，无需手动编写每个代理类。Java中的动态代理主要通过java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口来实现。
下面是一个简单的动态代理的示例代码：
// 定义抽象主题接口
interface Subject {
void request();
}
// 定义真实主题
class RealSubject implements Subject {
public void request() {
System.out.println("RealSubject: Handling request.");
}
}
// 定义代理处理器
class ProxyHandler implements InvocationHandler {
private Object realSubject;
public ProxyHandler(Object realSubject) {
this.realSubject = realSubject;
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
// 在访问真实主题前可以添加额外的逻辑
System.out.println("Proxy: Pre-processing.");
// 调用真实主题的方法
Object result = method.invoke(realSubject, args);
// 在访问真实主题后可以添加额外的逻辑
System.out.println("Proxy: Post-processing.");
return result;
}
}
// 客户端代码
public class DynamicProxyExample {
public static void main(String[] args) {
RealSubject realSubject = new RealSubject();
InvocationHandler handler = new ProxyHandler(realSubject);
Subject proxy = (Subject) Proxy.newProxyInstance(
Subject.class.getClassLoader(),
new Class[] { Subject.class },
handler
);
proxy.request();
}
}在上面这个示例中，ProxyHandler充当了代理处理器，它实现了InvocationHandler接口，在invoke()方法中添加了额外的逻辑。通过Proxy.newProxyInstance()方法动态生成代理对象，客户端通过代理对象访问真实主题。
代理模式的应用场景
代理模式在Java中有许多实际应用场景，下面介绍几个常见的应用场景：
1. 远程代理
远程代理是指客户端通过代理对象访问远程主题，而不需要直接与远程主题进行通信。远程代理可以隐藏底层网络通信的细节，使得客户端可以像调用本地对象一样调用远程对象。
例如，Java中的RMI（远程方法调用）就是一种远程代理的实现方式，客户端通过代理对象调用远程方法，而实际的方法调用是在远程服务器上执行的。
2. 虚拟代理
虚拟代理是指代理对象在需要时才实例化真实主题对象，而不是在初始化时就创建真实主题对象。虚拟代理通常用于延迟加载大对象或者资源密集型对象，以提高系统的性能和资源利用率。
例如，在Java Swing中，ImageIcon类可以作为虚拟代理，它在第一次显示图片时才加载真实的图片对象，而不是在创建ImageIcon对象时就加载图片。
3. 保护代理
保护代理是指代理对象控制对真实主题的访问权限，只有在满足一定条件时才允许客户端访问真实主题。保护代理通常用于实现权限控制、安全验证等功能。
例如，在企业应用中，可以使用保护代理限制对敏感数据的访问，只有经过身份验证的用户才能访问。
代理模式的优缺点
代理模式具有以下优点：
- 降低耦合度：代理模式可以将客户端和目标对象解耦，客户端只需要与代理对象交互，不需要直接与目标对象交互。
- 增强灵活性：代理模式可以在不修改目标对象的情况下，增加额外的功能，例如权限控制、日志记录等。
- 提高性能：某些情况下，代理模式可以通过延迟加载、缓存等方式提高系统的性能和资源利用率。
但是代理模式也有一些缺点：
- 增加复杂度：代理模式会增加额外的代理类和接口，增加了系统的复杂度和维护成本。
- 性能损耗：在某些情况下，代理模式可能会引入额外的性能损耗，例如动态代理中的方法调用开销。
总结
代理模式是一种常见的设计模式，在Java编程中有着广泛的应用。通过代理模式，可以实现对目标对象的间接访问，并在访问过程中添加额外的逻辑。在实际开发中，可以根据具体的需求选择合适的代理模式实现方式，以提高系统的灵活性、性能和安全性。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
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