代理模式

代理模式（Proxy Pattern）是设计模式中的一种结构型模式。它为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在 Java 中，代理模式有多种实现方式，主要分为静态代理和动态代理。

1. 代理模式的基本概念

意图：代理模式通过创建一个代理对象来代替实际对象，并且可以控制对实际对象的访问。代理对象和实际对象通常实现相同的接口或继承相同的类。

结构：

• Subject（抽象主题接口/类）：定义了真实对象和代理对象的公共接口或父类。
• RealSubject（真实主题类）：实现了抽象主题接口，是代理对象所代表的真实对象。
• Proxy（代理类）：持有一个对真实对象的引用，实现了抽象主题接口，并在调用时对真实对象进行操作。

适用场景：

• 需要对原对象的功能进行扩展或控制，而不改变原对象的代码。
• 需要对某个类的访问进行控制，比如延迟加载、安全代理、远程代理等。

2. 静态代理

特点：

• 预先定义：代理类在编译时就已经创建好了，代理类和真实类需要实现相同的接口。
• 代理行为固定：代理类的行为是静态的，不能在运行时改变。

优缺点：

• 优点：实现简单，容易理解，能够在编译时进行类型检查。
• 缺点：代理类与真实类高度耦合，代理类过多会导致代码冗余，不适合扩展性需求高的场景。

示例代码：

// 定义接口
public interface Subject {
    void request();
}

// 真实主题类
public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void request() {
        System.out.println("真实主题处理请求");
    }
}

// 代理类
public class Proxy implements Subject {
    private RealSubject realSubject;

    public Proxy(RealSubject realSubject) {
        this.realSubject = realSubject;
    }

    @Override
    public void request() {
        System.out.println("代理开始处理");
        realSubject.request();
        System.out.println("代理完成处理");
    }
}

// 测试代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();
        Proxy proxy = new Proxy(realSubject);
        proxy.request();
    }
}

3. 动态代理

特点：

• 动态生成：动态代理类在运行时由 JVM 动态生成，不需要事先定义代理类。
• 灵活性高：可以在运行时灵活地决定代理行为。

实现方式：

• JDK 动态代理：基于反射机制，只能代理实现了接口的类。
• CGLIB 动态代理：基于字节码生成，可以代理没有实现接口的类，常用于 Spring 框架。

优缺点：

• 优点：减少了静态代理的冗余代码，增强了扩展性，可以动态地为多个对象创建代理。
• 缺点：性能略低于静态代理，调试较为复杂，尤其是对生成的动态代理类进行调试。

JDK 动态代理示例代码：

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

// 定义接口
public interface Subject {
    void request();
}

// 真实主题类
public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void request() {
        System.out.println("真实主题处理请求");
    }
}

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

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

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("代理开始处理");
        Object result = method.invoke(target, args);  // 调用真实对象的方法
        System.out.println("代理完成处理");
        return result;
    }
}

// 测试代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();
        Subject proxyInstance = (Subject) Proxy.newProxyInstance(
            realSubject.getClass().getClassLoader(),
            realSubject.getClass().getInterfaces(),
            new DynamicProxyHandler(realSubject)
        );
        proxyInstance.request();
    }
}

4. 代理模式的常见应用

• 安全代理：控制对原始对象的访问，确保安全性。
• 延迟加载：在需要时才创建或加载实际对象，以提高性能。
• 远程代理：为远程对象提供本地代理，使远程调用看起来像本地调用。
• 虚拟代理：控制对象的访问以延迟实际对象的创建和初始化。
• 保护代理：通过代理来控制对象的访问权限。

5. 总结

代理模式是一种非常有用的设计模式，它通过引入代理对象来控制对实际对象的访问。静态代理适合简单和固定的场景，而动态代理则提供了更强的灵活性和扩展性。理解代理模式的使用场景和实现方式，可以帮助开发者编写更灵活、更易维护的代码。