设计模式 - 代理(proxy)

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介绍

代理模式（Proxy Pattern）是一种结构型设计模式，它为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。代理模式通常用于延迟加载、访问控制、日志记录、性能监控等场景。

概述

代理模式的核心思想是通过代理对象来控制对真实对象的访问。代理对象实现与真实对象相同的接口，因此它可以代替真实对象来处理请求，并在适当的情况下将请求转发给真实对象。

根据功能和应用场景的不同，代理模式可以分为几种常见的类型：

远程代理（Remote Proxy）：为一个位于不同地址空间的对象提供局部代表，以便隐藏实际对象所在的远程地址空间的细节。
虚拟代理（Virtual Proxy）：用于控制对资源开销较大的对象的访问，通过延迟实例化来提高性能。
保护代理（Protection Proxy）：控制对目标对象的访问，根据权限限制调用者对对象的操作。

应用场景

延迟加载：例如，在Web应用中延迟加载大型图像或数据，直到它们真正被需要时才进行加载。
访问控制：在某些场景下，限制对对象的访问权限，如用户权限管理。
日志记录或调试：在访问真实对象时，添加一些额外的操作，如日志记录或性能监控。
远程访问：代理模式可以隐藏网络的复杂性，让本地应用访问远程服务就像访问本地服务一样。

示例代码

以下是代理模式的一个简单示例，展示了如何使用虚拟代理来延迟加载一个图像。

示例：虚拟代理

假设我们有一个 Image 接口和一个 RealImage 类用于加载和显示图像。为了优化性能，我们可以使用代理模式在图像真正需要显示时才去加载它。

// 定义一个图像接口
interface Image {
    void display();
}

// 真实的图像类，负责加载和显示图像
class RealImage implements Image {
    private String filename;

    public RealImage(String filename) {
        this.filename = filename;
        loadImageFromDisk();
    }

    private void loadImageFromDisk() {
        System.out.println("Loading image from disk: " + filename);
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("Displaying image: " + filename);
    }
}

// 图像代理类，控制对 RealImage 的访问
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);  // 延迟加载图像
        }
        realImage.display();
    }
}

// 使用客户端代码
public class ProxyPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Image image = new ImageProxy("test_image.jpg");

        // 图像首次显示时才加载
        System.out.println("Image will be loaded only when display is called for the first time:");
        image.display();

        // 图像已加载，不再重复加载
        System.out.println("\nDisplaying image again:");
        image.display();
    }
}