java设计模式学习之【代理模式】

引言

在现实生活中，我们经常使用代理来处理我们不想直接参与或无法直接参与的事务，例如，使用律师来代表法庭上的案件。在软件开发中，这种代理概念同样存在，被称为代理模式。代理模式允许我们通过创建一个替代对象（代理），来控制对其他对象的访问。这种模式在需要控制或增强对对象的访问时非常有用。

代理模式简介

定义与用途

代理模式（Proxy Pattern）是一种结构型设计模式，它通过提供一个替代对象（代理）来代表真实对象的操作。代理控制对原始对象的访问，可以在访问对象时添加一些附加操作，例如访问控制、延迟初始化、日志等。

实现方式

实现代理模式通常涉及以下几个关键组件：

• 主题接口（Subject）： 定义了代理和真实对象的共用接口，这样在任何使用真实对象的地方都可以使用代理。
• 真实主题（Real Subject）： 定义了代理所表示的真实对象。
• 代理（Proxy）： 维护一个对真实主题的引用，控制对真实主题的访问，并可以在访问前后添加额外的处理。

使用场景

代理模式适用于以下场景：

• 当需要在不修改原始对象的情况下控制对对象的访问时。
• 当需要为一个对象提供不同的访问控制层时，如为远程对象提供本地代表。
• 当需要添加对象的创建和销毁的额外逻辑时，如实现延迟初始化。

例如：

1. 远程代理（Remote Proxy）：为远程对象（如网络服务）提供本地的代理对象。
2. 虚拟代理（Virtual Proxy）：用于延迟昂贵操作的对象的创建，直到真正需要该对象时。
3. 保护代理（Protection Proxy）：控制对原始对象的访问，适用于对象应有不同访问权限的场景。

优势与劣势

• 优势
  分离任务：代理可以将复杂或耗时的工作从真实对象中分离出去。
  增加安全性：通过代理控制对真实对象的访问，增加安全层。
  扩展功能：在不改变真实对象代码的情况下增加额外功能。
• 劣势
  增加代码复杂性：引入代理会增加系统的复杂性。
  可能会导致一些延迟：尤其是在远程代理的情况下。

在Spring框架中的应用

Spring框架广泛使用了代理模式，特别是在以下方面：

Spring AOP（面向切面编程）：使用代理模式来实现方法拦截和增强，实现例如事务管理、安全检查等横切关注点。

事务管理：Spring通过代理模式管理事务，为方法调用提供声明式事务支持。

Spring Security：在安全框架中，代理用于在方法调用之前和之后执行安全检查。

图片加载示例

步骤 1：创建接口
首先定义了一个 Image 接口，用于展示图片。

public interface Image {
   void display();
}

步骤 2：实现具体类
创建了 RealImage 类，实现了 Image 接口。这个类代表实际加载的图片。

public class RealImage implements Image {

   private String fileName;

   public RealImage(String fileName){
      this.fileName = fileName;
      loadFromDisk(fileName);
   }

   @Override
   public void display() {
      System.out.println("展示 " + fileName);
   }

   private void loadFromDisk(String fileName){
      System.out.println("加载 " + fileName);
   }
}

创建了 ProxyImage 类，也实现了 Image 接口。这个类是 RealImage 对象的代理，负责在需要时加载图片。

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);
      }
      realImage.display();
   }
}

步骤 3：使用代理对象
ProxyPatternDemo 类演示了如何使用 ProxyImage 来获取和展示 RealImage 对象。

public class ProxyPatternDemo {
	
   public static void main(String[] args) {
      Image image = new ProxyImage("test_10mb.jpg");

      // 图片将从磁盘加载
      image.display(); 
      System.out.println("");
      
      // 图片不会从磁盘重新加载
      image.display(); 	
   }
}

在这个示例中，ProxyImage 充当 RealImage 的代理。当第一次调用 display 方法时，ProxyImage 会创建一个 RealImage 对象并调用其 display 方法。当再次调用 display 方法时，由于 RealImage 对象已经创建，代理将直接使用已加载的对象，而不会再次从磁盘加载图片。

这种方式可以节约资源，特别是在处理大型资源（如大图片）时。通过使用代理模式，只有在实际需要时才加载资源，从而优化了性能并减少了内存占用。

代码地址

23种设计模式相关代码后续会逐步提交到github上，方便学习，欢迎指点：
代码地址
https://github.com/RuofeiSun/lf-23Pattern