设计模式(十一)：代理模式

最新推荐文章于 2025-01-21 09:36:24 发布

计算机编程老师

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分类专栏：设计模式文章标签： java 设计模式 jdk

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代理模式通过中介对象间接引用目标对象，降低耦合度并提供额外服务。本文详细介绍了代理模式的动机、定义、结构，包括静态代理、JDK动态代理和CGLIB动态代理的实现方式，并对比了它们的优缺点和适用场景。此外，还探讨了代理模式在远程访问、资源优化、权限控制等方面的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

模式动机

在某些情况下，一个客户不想或者不能直接引用一个对象，此时可以通过一个称之为“代理”的第三者来实现间接引用。代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用，并且可以通过代理对象去掉客户不能看到的内容和服务或者添加客户需要的额外服务。

通过引入一个新的对象（如小图片和远程代理对象）来实现对真实对象的操作或者将新的对象作为真实对象的一个替身，这种实现机制即为代理模式，通过引入代理对象来间接访问一个对象，这就是代理模式的模式动机。

模式定义

代理模式(Proxy Pattern) ：给某一个对象提供一个代理，并由代理对象控制对原对象的引用。代理模式的英文叫做Proxy或Surrogate，它是一种对象结构型模式。

模式结构

代理模式包含如下角色：

Subject: 抽象主题角色
Proxy: 代理主题角色
RealSubject: 真实主题角色

代码示例

这里我们使用一个玩游戏的例子来进行分析，对于玩游戏的人来说，玩累了，需要一些代理的人帮助自己杀Boss，这里我们有3个类:

游戏接口

package cn.edu.hust.proxy.staticProxy;

public interface GameTask {
    void login(String name,String passwd);
    void killBoss();
    void upgade();
}

package cn.edu.hust.proxy.staticProxy;

public class GamePlayer implements GameTask {
    private String name;
    private String passwd;

    public GamePlayer() {
    }


    public GamePlayer(String name, String passwd) {
        this.name = name;
        this.passwd = passwd;
    }

    public void login(String name, String passwd) {
        System.out.println(name+" 登录成功..");
    }

    public void killBoss() {
        System.out.println(name+" 正在杀boss。。。");
    }

    public void upgade() {
        System.out.println(name +" 升级成功。。。。");
    }
}

代打人员:

package cn.edu.hust.proxy.staticProxy;

public class GameProxy implements  GameTask{
    private GameTask gameTask;

    public GameProxy(GameTask gameTask) {
        this.gameTask = gameTask;
    }

    public void login(String name, String passwd) {
        this.gameTask.login(name,passwd);
    }

    public void killBoss() {
        this.gameTask.killBoss();
    }

    public void upgade() {
        this.gameTask.upgade();
    }
}

这里，我们使用的是一般的静态代理，需要实现自定义的代理类，那么有没有动态代理的类呢?

这个回答是肯定的，这里有两种动态代理的实现方式JDK动态代理和CGLIB动态代理。

JDK动态代理

JDK动态代理所用到的代理类在程序调用到代理类对象时才由JVM真正创建，JVM根据传进来的业务实现类对象以及方法名，动态地创建了一个代理类的class文件并被字节码引擎执行，然后通过该代理类对象进行方法调用。我们需要做的，只需指定代理类的预处理、调用后操作即可。

这里还是以上面的打游戏为例子:

1.业务逻辑接口:

package cn.edu.hust.proxy.jdk;

public interface GameTask {
    void login(String name,String passwd);
    void killBoss();
    void upgade();
}

2.业务实现类，也就是需要代理的类

package cn.edu.hust.proxy.jdk;

public class GamePalyer implements GameTask{
    private String name;

    public GamePalyer(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void login(String name, String passwd) {
        System.out.println(this.name+" 登录成功...");
    }

    public void killBoss() {
        System.out.println(this.name+" 杀boss。。");
    }

    public void upgade() {
        System.out.println(this.name+" 升级。。");
    }
}

3.动态代理类

package cn.edu.hust.proxy.jdk;

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

public class GameProxy {
    public static  GameTask  invoke(ClassLoader classLoader, Class<?>[] interfaces, final Object object)
    {
        return (GameTask) Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, new InvocationHandler() {
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

                System.out.println("使用动态代理");
                return method.invoke(object,args);
            }
        });
    }
}

最后客户端调用:

package cn.edu.hust.proxy.jdk;

public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args)
    {
        GamePalyer player=new GamePalyer("张三");
        ClassLoader classLoader=player.getClass().getClassLoader();
        Class<?>[] interfaces=player.getClass().getInterfaces();
        GameTask gameTask= GameProxy.invoke(classLoader,interfaces,player);
        gameTask.login("张三","123");
        gameTask.killBoss();
        gameTask.upgade();
    }
}

JDK动态代理的代理对象在创建时，需要使用业务实现类所实现的接口作为参数（因为在后面代理方法时需要根据接口内的方法名进行调用）。如果业务实现类是没有实现接口而是直接定义业务方法的话，就无法使用JDK动态代理了。并且，如果业务实现类中新增了接口中没有的方法，这些方法是无法被代理的（因为无法被调用）。

CGLIB动态代理

cglib是针对类来实现代理的，原理是对指定的业务类生成一个子类，并覆盖其中业务方法实现代理。因为采用的是继承，所以不能对final修饰的类进行代理。

这里仍然以打游戏为例:

package cn.edu.hust.proxy.cglib;

public class GamePlayer {
    private String name;

    public GamePlayer() {
    }

    public GamePlayer(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void login(String name,String passwd)
    {
        System.out.println(name+" 登录成功。。。");
    }

    public void killBoss()
    {
        System.out.println(this.name+" 正在杀boss。。。");
    }

    public void upgade()
    {
        System.out.println(this.name+" 升级。。。。");
    }
}

代理类:

package cn.edu.hust.proxy.cglib;

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;

public class GamePlayerCGLiB implements MethodInterceptor
{
    private Object target;


    //相当于JDK动态代理中的绑定
    public Object getInstance(Object target) {
        this.target = target;  //给业务对象赋值
        Enhancer enhancer = new Enhancer(); //创建加强器，用来创建动态代理类
        enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());  //为加强器指定要代理的业务类（即：为下面生成的代理类指定父类）
        //设置回调：对于代理类上所有方法的调用，都会调用CallBack，而Callback则需要实现intercept()方法进行拦
        enhancer.setCallback(this);
        // 创建动态代理类对象并返回
        return enhancer.create();
    }

    public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
        System.out.println("进行操作之前。。。。");
        methodProxy.invoke(target,objects);
        System.out.println("进行操作之后。。。。");
        return null;
    }
}

客户端调用:

package cn.edu.hust.proxy.cglib;

import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args)
    {
        GamePlayer player=new GamePlayer("zhangSan");
        GamePlayerCGLiB  gamePlayerCGLiB=new GamePlayerCGLiB();
        GamePlayer player1=(GamePlayer) gamePlayerCGLiB.getInstance(player);
        player1.login("张三","123");
        player1.killBoss();
        player1.upgade();
        List<Integer> result=new LinkedList<Integer>();
        result.add(10);
        result.add(20);
        int[] t=new int[result.size()];
        for(int i=0;i<result.size();i++)
        {
            t[i]=result.get(i);
        }

    }
}

三种代理类的比较

静态代理是通过在代码中显式定义一个业务实现类一个代理，在代理类中对同名的业务方法进行包装，用户通过代理类调用被包装过的业务方法；

JDK动态代理是通过接口中的方法名，在动态生成的代理类中调用业务实现类的同名方法；

CGlib动态代理是通过继承业务类，生成的动态代理类是业务类的子类，通过重写业务方法进行代理；

模式优点

代理模式的优点

代理模式能够协调调用者和被调用者，在一定程度上降低了系统的耦合度。
远程代理使得客户端可以访问在远程机器上的对象，远程机器可能具有更好的计算性能与处理速度，可以快速响应并处理客户端请求。
虚拟代理通过使用一个小对象来代表一个大对象，可以减少系统资源的消耗，对系统进行优化并提高运行速度。
保护代理可以控制对真实对象的使用权限。

模式缺点

代理模式的缺点

由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢。
实现代理模式需要额外的工作，有些代理模式的实现非常复杂。

适用环境

根据代理模式的使用目的，常见的代理模式有以下几种类型：

远程(Remote)代理：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个本地的代理对象，这个不同的地址空间可以是在同一台主机中，也可是在另一台主机中，远程代理又叫做大使(Ambassador)。
虚拟(Virtual)代理：如果需要创建一个资源消耗较大的对象，先创建一个消耗相对较小的对象来表示，真实对象只在需要时才会被真正创建。
Copy-on-Write代理：它是虚拟代理的一种，把复制（克隆）操作延迟到只有在客户端真正需要时才执行。一般来说，对象的深克隆是一个开销较大的操作，Copy-on-Write代理可以让这个操作延迟，只有对象被用到的时候才被克隆。
保护(Protect or Access)代理：控制对一个对象的访问，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。
缓冲(Cache)代理：为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间，以便多个客户端可以共享这些结果。
防火墙(Firewall)代理：保护目标不让恶意用户接近。
同步化(Synchronization)代理：使几个用户能够同时使用一个对象而没有冲突。
智能引用(Smart Reference)代理：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，如将此对象被调用的次数记录下来等。

原文链接：https://github.com/oeljeklaus-you/Design-Patterns/blob/master/%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E6%A8%A1%E5%BC%8F(%E5%8D%81%E4%B8%80)%E4%BB%A3%E7%90%86%E6%A8%A1%E5%BC%8F.md