小谈设计模式（8）—代理模式

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主要对目前市面上常见的23种设计模式进行逐一分析和总结，希望有兴趣的小伙伴们可以看一下，会持续更新的。希望各位可以监督我，我们一起学习进步，加油，各位。

代理模式

代理模式是一种结构型设计模式，它允许通过创建一个代理对象来控制对其它对象的访问。代理对象充当了被代理对象的接口，客户端通过代理对象来访问被代理对象，从而实现了对被代理对象的间接访问。

代理模式角色分析

抽象主题（Subject）

定义了代理对象和被代理对象的共同接口，客户端通过抽象主题来访问被代理对象。

真实主题（Real Subject）

实现了抽象主题接口，是被代理对象，代理对象将对其进行间接访问。

代理（Proxy）

实现了抽象主题接口，同时包含一个对真实主题的引用，客户端通过代理对象来访问真实主题。

应用场景

远程代理

代理模式常用于网络通信中，例如远程方法调用（RPC）。在分布式系统中，客户端可以通过代理对象来调用远程服务器上的方法，代理对象负责将调用请求发送到远程服务器并返回结果。远程代理隐藏了底层网络通信的细节，使得客户端可以像调用本地方法一样调用远程方法。

虚拟代理

虚拟代理用于在访问对象时进行一些额外的处理。一个常见的例子是延迟加载（Lazy Loading），当一个对象的创建或加载非常耗费资源时，可以使用虚拟代理来推迟对象的创建或加载，直到真正需要访问对象时才进行。例如，在图像加载时，可以使用虚拟代理来延迟加载图像数据，只有当需要显示图像时才真正加载图像数据。

安全代理

安全代理用于控制对对象的访问权限。例如，在一个权限管理系统中，可以使用安全代理来限制只有特定角色的用户才能访问某个对象。代理对象可以在访问真实对象前检查用户的角色，如果用户具有访问权限，则允许访问真实对象，否则拒绝访问。

智能引用代理

智能引用代理用于在访问对象时添加一些额外的功能。一个常见的例子是缓存功能，代理对象可以在访问真实对象前先检查缓存中是否存在对应的结果，如果存在则直接返回缓存结果，避免重复计算。另外，还可以使用智能引用代理来实现对象池，代理对象可以管理对象的创建和销毁，并在访问对象时从对象池中获取对象。

总结

代理模式在许多实际应用中都有广泛的应用。通过引入代理对象，可以实现对被代理对象的间接访问，并可以在访问前后做一些额外的处理，如网络通信、延迟加载、权限控制和功能扩展等。代理模式可以提高系统的灵活性和可扩展性，同时也需要权衡系统的复杂性和性能。

Java程序实现

首先，我们定义一个接口 Image，表示图像对象的接口：

public interface Image {
    void display();
}

其次，我们创建一个真实的图像类 RealImage，实现 Image 接口，表示真实的图像对象：

public class RealImage implements Image {
    private String filename;

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

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

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

然后，我们创建一个代理类 ProxyImage，实现 Image 接口，表示图像的代理对象：

public class ProxyImage implements Image {
    private String filename;
    private RealImage realImage;

    public ProxyImage(String filename) {
        this.filename = filename;
    }

    public void display() {
        if (realImage == null) {
            realImage = new RealImage(filename);
        }
        realImage.display();
    }
}

最后，我们可以使用代理对象来访问真实的图像对象，例如：

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

        // 第一次访问，会创建真实的图像对象并显示
        image.display();

        // 第二次访问，直接显示之前创建的真实图像对象
        image.display();
    }
}

输出结果

Loading image from disk: test.jpg
Displaying image: test.jpg
Displaying image: test.jpg

程序分析

在上面的示例中，ProxyImage 类充当了代理对象，它在访问真实的图像对象之前先进行了一些额外的处理。当第一次访问图像时，代理对象会创建真实的图像对象并显示；当第二次访问图像时，代理对象直接显示之前创建的真实图像对象，避免了重复加载和显示。通过代理对象，我们可以实现对真实对象的间接访问，并在访问前后做一些额外的处理。

优缺点分析

优点

代理模式可以实现对真实对象的间接访问，可以在访问前后做一些额外的处理，如权限控制、延迟加载、缓存等。
代理对象可以隐藏真实对象的具体实现细节，保护真实对象的安全性。
代理模式可以提高系统的灵活性和可扩展性，可以在不修改真实对象的情况下增加新的代理对象。
代理模式符合单一职责原则，可以将真实对象和代理对象分离，分别负责各自的功能。

缺点

由于引入了代理对象，会增加系统的复杂性，增加了代码的数量和维护的难度。
代理模式会引入额外的开销，因为需要通过代理对象来访问真实对象，可能会导致性能下降。
如果代理对象的创建和销毁过程比较复杂，可能会影响系统的性能。

总结

代理模式在许多实际应用中都有广泛的应用，可以提供额外的功能和保护真实对象的安全性。但是，在使用代理模式时需要权衡系统的复杂性和性能，确保代理对象的创建和销毁过程不会影响系统的性能。