一、什么是代理模式？

• 定義： 代理模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式。 它為另一個(gè)對(duì)象（目標(biāo)對(duì)象/被代理對(duì)象）提供一個(gè)代理（或占位符），以控制對(duì)這個(gè)對(duì)象的訪問。
• 核心思想： 通過引入一個(gè)代理對(duì)象，客戶端不直接訪問目標(biāo)對(duì)象，而是通過代理對(duì)象來(lái)間接訪問目標(biāo)對(duì)象。 代理對(duì)象可以控制對(duì)目標(biāo)對(duì)象的訪問，并可以在訪問前后添加額外的操作。
• 意圖： 控制對(duì)一個(gè)對(duì)象的訪問，可以延遲加載、訪問控制、增強(qiáng)功能等。

二、代理模式的結(jié)構(gòu)

代理模式通常包含以下幾個(gè)角色：

• Subject (抽象主題):

  • 定義了 RealSubject 和 Proxy 的共同接口。 客戶端通過 Subject 接口訪問目標(biāo)對(duì)象。
  • 通常是一個(gè)接口或抽象類。

• RealSubject (真實(shí)主題/目標(biāo)對(duì)象/被代理對(duì)象):

  • 定義了真正的業(yè)務(wù)邏輯。
  • 實(shí)現(xiàn)了 Subject 接口。

• Proxy (代理):

  • 持有 RealSubject 對(duì)象的引用。
  • 實(shí)現(xiàn)了 Subject 接口，與 RealSubject 具有相同的方法。
  • 控制對(duì) RealSubject 對(duì)象的訪問，并可以在訪問前后添加額外的操作。
  • 客戶端通過 Proxy 對(duì)象間接訪問 RealSubject 對(duì)象。

UML 類圖:

+----------------+       +----------------+       +----------------+
|   <<Subject>>   |       |     Proxy      |       |  RealSubject   |
+----------------+       +----------------+       +----------------+
| +request()     |------>| -realSubject   |------>| +request()     |
+----------------+       | +request()     |       +----------------+
                             +preRequest()
                             +postRequest()

三、代理模式的類型

根據(jù)代理的創(chuàng)建時(shí)間和功能，可以將代理模式分為以下幾種類型：

• 靜態(tài)代理 (Static Proxy):

  • 特點(diǎn)： 在編譯時(shí)就已經(jīng)確定了代理類和被代理類之間的關(guān)系。 代理類和被代理類都需要實(shí)現(xiàn)相同的接口。
  • 優(yōu)點(diǎn)： 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，易于理解。
  • 缺點(diǎn)：
    • 代碼冗余： 如果需要代理多個(gè)類，就需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)代理類，導(dǎo)致代碼冗余。
    • 可維護(hù)性差： 如果接口發(fā)生變化，代理類和被代理類都需要進(jìn)行修改。

• 動(dòng)態(tài)代理 (Dynamic Proxy):

  • 特點(diǎn)： 在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地生成代理類，無(wú)需手動(dòng)創(chuàng)建代理類。
  • 優(yōu)點(diǎn)：
    • 靈活性高： 可以代理任何實(shí)現(xiàn)了接口的類，無(wú)需修改原始代碼。
    • 代碼復(fù)用： 可以使用同一個(gè)代理類來(lái)代理多個(gè)不同的類。
    • 可維護(hù)性好： 如果接口發(fā)生變化，只需要修改代理邏輯，無(wú)需修改被代理類。
  • 缺點(diǎn)：
    • 實(shí)現(xiàn)復(fù)雜： 動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)比靜態(tài)代理復(fù)雜。
    • 性能開銷： 動(dòng)態(tài)代理需要使用反射機(jī)制，性能比靜態(tài)代理略低。
  • Java 中的動(dòng)態(tài)代理：
    • JDK 動(dòng)態(tài)代理： Java 提供的內(nèi)置動(dòng)態(tài)代理機(jī)制，只能代理實(shí)現(xiàn)了接口的類。
    • CGLIB 動(dòng)態(tài)代理： 第三方庫(kù)提供的動(dòng)態(tài)代理機(jī)制，可以代理沒有實(shí)現(xiàn)接口的類。

• 其他代理

  • 保護(hù)代理 用于控制對(duì)敏感對(duì)象的訪問。
  • 遠(yuǎn)程代理 用于訪問遠(yuǎn)程對(duì)象。
  • 虛擬代理 通過代理延遲創(chuàng)建開銷大的對(duì)象

四、代理模式的實(shí)現(xiàn)方式 (Java)

• 靜態(tài)代理：

  // 抽象主題
  interface Image {
      void display();
  }
  
  // 真實(shí)主題
  class RealImage implements Image {
      private String filename;
  
      public RealImage(String filename) {
          this.filename = filename;
          loadImageFromDisk();
      }
  
      private void loadImageFromDisk() {
          System.out.println("Loading image: " + filename);
      }
  
      @Override
      public void display() {
          System.out.println("Displaying image: " + filename);
      }
  }
  
  // 代理
  class ImageProxy implements Image {
      private RealImage realImage;
      private String filename;
  
      public ImageProxy(String filename) {
          this.filename = filename;
      }
  
      @Override
      public void display() {
          if (realImage == null) {
              realImage = new RealImage(filename);
          }
          realImage.display();
      }
  }
  
  // 客戶端代碼
  public class StaticProxyExample {
      public static void main(String[] args) {
          Image image = new ImageProxy("test_image.jpg");
  
          // 第一次調(diào)用 display() 方法，會(huì)加載圖片
          image.display();
  
          // 第二次調(diào)用 display() 方法，不會(huì)再次加載圖片
          image.display();
      }
  }
  

• JDK 動(dòng)態(tài)代理：

  import java.lang.reflect.InvocationHandler;
  import java.lang.reflect.Method;
  import java.lang.reflect.Proxy;
  
  // 抽象主題
  interface Image {
      void display();
  }
  
  // 真實(shí)主題
  class RealImage implements Image {
      private String filename;
  
      public RealImage(String filename) {
          this.filename = filename;
          loadImageFromDisk();
      }
  
      private void loadImageFromDisk() {
          System.out.println("Loading image: " + filename);
      }
  
      @Override
      public void display() {
          System.out.println("Displaying image: " + filename);
      }
  }
  
  // 調(diào)用處理器
  class ImageInvocationHandler implements InvocationHandler {
      private Object target; // 被代理的對(duì)象
  
      public ImageInvocationHandler(Object target) {
          this.target = target;
      }
  
      @Override
      public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
          // 在調(diào)用目標(biāo)方法之前執(zhí)行的操作
          System.out.println("Before invoking method: " + method.getName());
  
          // 調(diào)用目標(biāo)方法
          Object result = method.invoke(target, args);
  
          // 在調(diào)用目標(biāo)方法之后執(zhí)行的操作
          System.out.println("After invoking method: " + method.getName());
  
          return result;
      }
  }
  
  // 客戶端代碼
  public class JDKDynamicProxyExample {
      public static void main(String[] args) {
          // 創(chuàng)建被代理對(duì)象
          Image realImage = new RealImage("test_image.jpg");
  
          // 創(chuàng)建調(diào)用處理器
          ImageInvocationHandler handler = new ImageInvocationHandler(realImage);
  
          // 創(chuàng)建代理對(duì)象
          Image proxy = (Image) Proxy.newProxyInstance(
                  Image.class.getClassLoader(), // 類加載器
                  new Class[] {Image.class}, // 代理類實(shí)現(xiàn)的接口列表
                  handler // 調(diào)用處理器
          );
  
          // 通過代理對(duì)象調(diào)用方法
          proxy.display();
      }
  }
  

• CGLIB 動(dòng)態(tài)代理：

  import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
  import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
  import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
  
  import java.lang.reflect.Method;
  
  // 真實(shí)主題 (不需要實(shí)現(xiàn)接口)
  class RealImage {
      private String filename;
  
      public RealImage(String filename) {
          this.filename = filename;
          loadImageFromDisk();
      }
      public RealImage(){} //需要一個(gè)無(wú)參構(gòu)造函數(shù)
  
      private void loadImageFromDisk() {
          System.out.println("Loading image: " + filename);
      }
  
      public void display() {
          System.out.println("Displaying image: " + filename);
      }
  }
  
  // 方法攔截器
  class ImageMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
      @Override
      public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {
          // 在調(diào)用目標(biāo)方法之前執(zhí)行的操作
          System.out.println("Before invoking method: " + method.getName());
  
          // 調(diào)用目標(biāo)方法
          Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);
  
          // 在調(diào)用目標(biāo)方法之后執(zhí)行的操作
          System.out.println("After invoking method: " + method.getName());
  
          return result;
      }
  }
  
  // 客戶端代碼
  public class CGLIBDynamicProxyExample {
      public static void main(String[] args) {
          // 創(chuàng)建 Enhancer 對(duì)象
          Enhancer enhancer = new Enhancer();
  
          // 設(shè)置超類
          enhancer.setSuperclass(RealImage.class);
  
          // 設(shè)置回調(diào)
          enhancer.setCallback(new ImageMethodInterceptor());
  
          // 創(chuàng)建代理對(duì)象
          RealImage proxy = (RealImage) enhancer.create();
  
          // 通過代理對(duì)象調(diào)用方法
          proxy.display();
      }
  }
  

五、代理模式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 職責(zé)清晰： 將客戶端與目標(biāo)對(duì)象分離，降低了耦合度。
• 擴(kuò)展性好： 可以通過添加新的代理類來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)功能，而無(wú)需修改原始代碼。
• 保護(hù)目標(biāo)對(duì)象： 代理對(duì)象可以控制對(duì)目標(biāo)對(duì)象的訪問，保護(hù)目標(biāo)對(duì)象免受惡意訪問。
• 增強(qiáng)目標(biāo)對(duì)象的功能： 代理對(duì)象可以在訪問目標(biāo)對(duì)象前后添加額外的操作，例如日志記錄、安全檢查、延遲加載等。

缺點(diǎn)：

• 增加系統(tǒng)復(fù)雜性： 引入代理對(duì)象會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。
• 可能降低性能： 代理對(duì)象需要進(jìn)行額外的處理，可能會(huì)降低程序的性能。

六、代理模式的應(yīng)用場(chǎng)景

• 遠(yuǎn)程代理 (Remote Proxy): 為遠(yuǎn)程對(duì)象提供一個(gè)本地代理，隱藏遠(yuǎn)程對(duì)象的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
• 虛擬代理 (Virtual Proxy): 為創(chuàng)建開銷大的對(duì)象提供一個(gè)代理，延遲對(duì)象的創(chuàng)建，直到真正需要使用時(shí)才創(chuàng)建。
• 保護(hù)代理 (Protection Proxy): 控制對(duì)敏感對(duì)象的訪問，只允許具有特定權(quán)限的客戶端訪問。
• 緩存代理 (Cache Proxy): 為訪問開銷大的對(duì)象提供一個(gè)緩存，提高訪問效率。
• 智能引用代理 (Smart Reference Proxy): 在訪問對(duì)象時(shí)執(zhí)行額外的操作，例如引用計(jì)數(shù)、對(duì)象鎖定等。
• AOP (面向切面編程): 使用動(dòng)態(tài)代理來(lái)實(shí)現(xiàn) AOP，例如 Spring AOP。
• 延遲加載 (Lazy Loading): 例如，Hibernate 中的延遲加載機(jī)制。
• 防火墻代理： 控制網(wǎng)絡(luò)訪問，保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。

七、總結(jié)

代理模式是一種非常有用的設(shè)計(jì)模式，它可以控制對(duì)對(duì)象的訪問，并可以在訪問前后添加額外的操作。 在 Java 中，可以使用靜態(tài)代理、JDK 動(dòng)態(tài)代理和 CGLIB 動(dòng)態(tài)代理來(lái)實(shí)現(xiàn)代理模式。 選擇哪種實(shí)現(xiàn)方式取決于具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求。

到此這篇關(guān)于Java代理模式(Proxy)實(shí)現(xiàn)方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java代理模式Proxy內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！