设计模式之结构型：代理模式

vnxy001

于 2025-05-26 21:20:46 发布

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文章标签：设计模式代理模式

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代理模式(Proxy Pattern)

定义

适配器模式是一种结构型设计模式，用于解决两个不兼容接口之间的兼容性问题。它通过包装对象的方式，将已有接口转换为客户端期望的接口，类似电源适配器的功能。

UML 类图

设计模式之结构型：代理模式_代理模式

核心角色

Subject：抽象接口，定义真实对象和代理对象的共同行为(如 request())。
RealSubject：真实对象，实现核心业务逻辑(如数据库查询、文件操作)。
Proxy：代理对象，控制对 RealSubject 的访问(如权限验证、延迟加载)。
Client：客户端，通过 Subject 接口调用功能，无需感知代理与真实对象的区别。

优点

隔离性：客户端与真实对象解耦，避免直接操作敏感资源(如数据库连接)。
功能增强：在不修改真实对象的前提下，添加额外逻辑(如日志记录、性能监控)。
性能优化：延迟加载大对象(如图片、视频)，减少系统启动时的资源消耗。
开闭原则：新增代理类不影响已有代码，符合扩展开放、修改关闭的原则。

缺点

复杂度增加：引入代理层可能导致系统结构更复杂(尤其是多重代理)。
间接调用开销：代理转发请求可能增加响应时间(远程代理的网络延迟更明显)。
代码冗余：静态代理需要为每个类单独编写代理(动态代理可解决此问题)。

适用场景

虚拟代理(延迟加载)

加载大文件或复杂对象时，先用代理占位，按需加载真实对象。

// 示例：图片代理延迟加载
Image proxyImage = new ProxyImage("large_image.jpg");
proxyImage.display();  // 仅在调用时加载真实图片

保护代理(权限控制)

控制客户端对敏感资源的访问(如管理员接口、支付功能)。

远程代理(网络通信)

为远程服务(如 REST API、RPC)提供本地代理，隐藏通信细节。

// 客户端调用本地代理，实际请求发送到远程服务器
PaymentService proxy = new RemotePaymentProxy();
proxy.pay(100);

缓存代理(性能优化)

缓存频繁访问的数据(如数据库查询结果、API 响应)。

if (cache.has("query_result")) {
    return cache.get("query_result");  // 直接返回缓存
} else {
    realSubject.query();  // 首次查询后缓存结果
}

日志与监控

记录请求日志或统计方法执行时间。

long start = System.currentTimeMillis();
realSubject.process();  // 执行真实逻辑
long duration = System.currentTimeMillis() - start;
log.info("方法执行耗时：" + duration + "ms");

# 代码示例(Java)

静态代理(显式实现代理类)

// 抽象接口
interface Image {
    void display();
}

// 真实对象
class RealImage implements Image {
    private String filename;

    public RealImage(String filename) {
        this.filename = filename;
        loadFromDisk();  // 初始化时立即加载
    }

    private void loadFromDisk() {
        System.out.println("加载图片: " + filename);
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("显示图片: " + filename);
    }
}

// 代理对象(延迟加载)
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);  // 首次调用时加载真实对象
        }
        realImage.display();
    }
}

// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Image image = new ProxyImage("test.jpg");
        image.display();  // 输出：加载图片: test.jpg → 显示图片: test.jpg
    }
}

动态代理(JDK 原生实现)

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

// 抽象接口
interface UserService {
    void save();
}

// 真实对象
class UserServiceImpl implements UserService {
    @Override
    public void save() {
        System.out.println("保存用户数据");
    }
}

// 动态代理处理器
class LoggingHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;

    public LoggingHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("记录日志: 调用方法 " + method.getName());
        return method.invoke(target, args);  // 反射调用真实对象的方法
    }
}

// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        UserService realService = new UserServiceImpl();
        UserService proxy = (UserService) Proxy.newProxyInstance(
            realService.getClass().getClassLoader(),
            realService.getClass().getInterfaces(),
            new LoggingHandler(realService)  // 自动生成代理类
        );
        proxy.save();  // 输出：记录日志 → 保存用户数据
    }
}