设计模式之代理模式详解(定义、优缺点、应用场景、实例类图）

在代理模式（Proxy Pattern）中，一个类代表另一个类的功能，这种类型的设计模式属于结构型模式。代理模式通过引入一个代理对象来控制对原对象的访问。代理对象在客户端和目标对象之间充当中介，负责将客户端的请求转发给目标对象，同时可以在转发请求前后进行额外的处理。在代理模式中，我们创建具有现有对象的对象，以便向外界提供功能接口。

一、代理模式的介绍

意图

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

主要解决的问题

代理模式解决的是在直接访问某些对象时可能遇到的问题，例如对象创建成本高、需要安全控制或远程访问等。

使用场景

当需要在访问一个对象时进行一些控制或额外处理时。

实现方式

1. 增加中间层：创建一个代理类，作为真实对象的中间层。

2. 代理与真实对象组合：代理类持有真实对象的引用，并在访问时进行控制。

关键代码

1. 代理类：实现与真实对象相同的接口，并添加额外的控制逻辑。

2. 真实对象：实际执行任务的对象。

结构

主要涉及到以下几个核心角色：

1. 抽象主题（Subject）:

定义了真实主题和代理主题的共同接口，这样在任何使用真实主题的地方都可以使用代理主题。

1. 真实主题（Real Subject）:

实现了抽象主题接口，是代理对象所代表的真实对象。客户端直接访问真实主题，但在某些情况下，可以通过代理主题来间接访问。

1. 代理（Proxy）:

实现了抽象主题接口，并持有对真实主题的引用。代理主题通常在真实主题的基础上提供一些额外的功能，例如延迟加载、权限控制、日志记录等。

1. 客户端（Client）:

使用抽象主题接口来操作真实主题或代理主题，不需要知道具体是哪一个实现类。

应用实例

1. 快捷方式：Windows系统中的快捷方式作为文件或程序的代理。

2. 角色扮演：孙悟空作为高翠兰的代理，猪八戒无法区分。

3. 代售点：购买火车票时，代售点作为火车站的代理。

4. 支票：作为银行账户资金的代理，控制资金的访问。

5. Spring AOP：使用代理模式来实现面向切面编程。

二、代理模式的优缺点

优点

1. 职责分离：代理模式将访问控制与业务逻辑分离。

2. 扩展性：可以灵活地添加额外的功能或控制。

3. 智能化：可以智能地处理访问请求，如延迟加载、缓存等。

缺点

1. 性能开销：增加了代理层可能会影响请求的处理速度。

2. 实现复杂性：某些类型的代理模式实现起来可能较为复杂。

三、代理模式的使用建议

1. 根据具体需求选择合适的代理类型，如远程代理、虚拟代理、保护代理等。

2. 确保代理类与真实对象接口一致，以便客户端透明地使用代理。

3. 与适配器模式的区别：适配器模式改变接口，而代理模式不改变接口。

4. 与装饰器模式的区别：装饰器模式用于增强功能，代理模式用于控制访问。

四、代理模式的实现

我们将创建一个 Image 接口和实现了 Image 接口的实体类。ProxyImage 是一个代理类，减少 RealImage 对象加载的内存占用。

ProxyPatternDemo 类使用 ProxyImage 来获取要加载的 Image 对象，并按照需求进行显示。

1. 步骤 1：创建一个接口。

Image.java

public interface Image {
   void display();
}

1. 步骤 2：创建实现接口的实体类。

RealImage.java

public class RealImage implements Image {
 
   private String fileName;
 
   public RealImage(String fileName){
      this.fileName = fileName;
      loadFromDisk(fileName);
   }
 
   @Override
   public void display() {
      System.out.println("Displaying " + fileName);
   }
 
   private void loadFromDisk(String fileName){
      System.out.println("Loading " + fileName);
   }
}

ProxyImage.java

public class ProxyImage implements Image{
 
   private RealImage realImage;
   private String fileName;
 
   public ProxyImage(String fileName){
      this.fileName = fileName;
   }
 
   @Override
   public void display() {
      if(realImage == null){
         realImage = new RealImage(fileName);
      }
      realImage.display();
   }
}

1. 步骤 3：当被请求时，使用 ProxyImage 来获取 RealImage 类的对象。

ProxyPatternDemo.java

public class ProxyPatternDemo {
   
   public static void main(String[] args) {
      Image image = new ProxyImage("test_10mb.jpg");
 
      // 图像将从磁盘加载
      image.display(); 
      System.out.println("");
      // 图像不需要从磁盘加载
      image.display();  
   }
}

1. 步骤 4：执行程序，输出结果：

Loading test_10mb.jpg
Displaying test_10mb.jpg

Displaying test_10mb.jpg

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