代理模式定义
代理模式(Proxy Pattern) 是一种结构型设计模式。
- 为其他对象提供一种代理,以控制对这个对象的访问。
- 代理对象在客户端和目标对象之间起到中介作用,可以在不修改目标对象的情况下,增强或控制对其的访问。
基本概念
- 代理对象(Proxy):实现与目标对象相同的接口,持有对目标对象的引用,负责在必要时创建或访问目标对象。
- 目标对象(Real Subject):实际执行业务逻辑的对象,是代理对象所代表的真实实体。
- 客户端(Client):通过代理对象间接地与目标对象交互,不直接访问目标对象。
代理模式的类型
代理模式根据实现方式和应用场景的不同,可以分为以下几种类型:
- 远程代理(Remote Proxy):为位于不同地址空间的对象提供本地代表,隐藏实际对象在远程的事实。常用于分布式系统中的远程方法调用(RMI)。
- 虚拟代理(Virtual Proxy):根据需要创建开销很大的对象,通过代理来控制对象的创建和初始化。常用于懒加载场景。
- 保护代理(Protection Proxy):控制对目标对象的访问,根据权限进行限制。常用于权限管理系统。
- 智能引用代理(Smart Reference Proxy):在访问目标对象时,执行一些额外的操作,如引用计数、日志记录等。
- 动态代理(Dynamic Proxy):在运行时动态生成代理类,不需要预先定义代理类。常用于 AOP(面向切面编程)等场景。
使用场景
- 远程方法调用:需要访问位于远程的对象,通过代理对象隐藏网络通信的细节。
- 懒加载:需要延迟创建资源密集型的对象,通过代理控制对象的创建时机。
- 权限控制:根据用户的访问权限,控制对目标对象的访问。
- 日志记录或性能监控:在调用目标对象的方法时,增加日志或监控功能。
- 事务管理:在方法调用前后增加事务处理逻辑。
示例代码
以下示例演示了虚拟代理的应用,模拟一个图片查看器,延迟加载高分辨率的图片文件。
1. 定义抽象主题接口
// 图片接口
public interface Image {
void display();
}
2. 实现真实主题类
// 真实的图片类
public class RealImage implements Image {
private String fileName;
public RealImage(String fileName) {
this.fileName = fileName;
loadFromDisk(fileName); // 模拟加载图片
}
private void loadFromDisk(String fileName) {
System.out.println("加载图片:" + fileName);
}
@Override
public void display() {
System.out.println("显示图片:" + fileName);
}
}
3. 实现代理类
// 图片代理类
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); // 延迟加载
}
realImage.display();
}
}
4. 客户端代码
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Image image = new ProxyImage("test_10mb.jpg");
// 图片将被加载并显示
image.display();
System.out.println("");
// 图片已加载,不会再次加载,直接显示
image.display();
}
}
输出结果:
加载图片:test_10mb.jpg
显示图片:test_10mb.jpg
显示图片:test_10mb.jpg
说明:
- 第一次调用
display()
方法时,代理类ProxyImage
检查realImage
是否已创建,若未创建则创建并加载图片。 - 第二次调用
display()
方法时,图片已加载,直接显示,不再重复加载。
优势
- 控制对象的访问:代理模式可以在不修改目标对象的情况下,控制对其的访问权限和方式。
- 降低系统开销:通过延迟加载等方式,减少资源消耗,提高系统性能。
- 增强目标对象功能:在目标对象的方法调用前后增加额外的功能,如日志、事务等。
- 高扩展性:代理对象和目标对象都实现相同的接口,符合开闭原则,便于扩展和维护。
代理模式的意义
- 解耦客户端与目标对象:客户端通过代理对象与目标对象交互,不直接依赖于目标对象的实现,降低了系统的耦合度。
- 符合单一职责原则:代理对象负责处理非业务功能,如权限控制、日志记录等,目标对象专注于业务逻辑,实现职责分离。
- 灵活性和可维护性:可以在不修改目标对象的情况下,动态地添加功能,满足业务需求的变化。
代理模式与装饰器模式的区别
-
目的不同:
- 代理模式:主要用于控制对目标对象的访问,可能在访问前后执行某些操作,侧重于控制。
- 装饰器模式:主要用于为对象动态地添加新功能,增强对象的功能,侧重于功能扩展。
-
实现方式不同:
- 代理模式:代理对象持有目标对象的引用,客户端通过代理对象间接地访问目标对象。
- 装饰器模式:装饰器和被装饰对象都实现相同的接口,装饰器持有被装饰对象的引用,可以在方法调用前后进行功能扩展。
-
使用场景不同:
- 代理模式:适用于远程代理、虚拟代理、保护代理、智能引用等场景。
- 装饰器模式:适用于需要动态添加对象功能的场景,如 Java I/O 中的各种流的包装。
总结
代理模式提供了一种间接访问对象的方式,通过在代理对象中控制对目标对象的访问,可以实现延迟加载、权限控制、日志记录等功能。在实际开发中,代理模式广泛应用于远程方法调用、事务管理等领域和
AOP(面向切面编程)。
启示:
最明显的就是 - 中介
现实场景:在日常生活中,我们经常通过中介或代理来完成某些任务,例如房地产中介、律师代理、经纪人等。他们作为专业的代理人,帮助我们处理复杂的事务,节省时间和精力。
代理模式在生活和社会中的应用,反映了专业化分工、资源优化、权限控制、信息安全等重要原则。
- 合理分配职责:通过代理来处理特定的任务,可以提高效率,发挥专业优势。
- 控制访问与保护:适当的权限控制和信息屏蔽,可以保障安全和隐私。
- 优化资源利用:通过延迟加载和按需提供,避免资源浪费,提高利用率。
- 促进沟通合作:代理作为桥梁,连接不同的主体,促进协作与共赢。
在现代社会中,事务的复杂性和专业化程度不断提高。理解并应用代理模式的思想,可以帮助我们更好地组织工作、管理资源、保障安全,推动个人和社会的进步。