【设计模式】用Java实现代理模式

一.代理模式介绍与使用场景

代理模式是一种结构设计模式，用于控制对其他对象的访问。在代理模式中，代理对象充当了被代理对象的接口，客户端通过与代理对象进行交互来间接访问被代理对象，从而可以在不改变客户端代码的情况下控制对被代理对象的访问。

代理模式的核心思想是通过引入一个代理对象来控制对目标对象的访问。代理对象与目标对象实现相同的接口，客户端通过与代理对象进行交互，代理对象在内部处理实际的请求，并可以在处理前后添加额外的逻辑。

代理模式适用场景：

1. 远程代理（Remote Proxy）：当需要访问位于不同地址空间的远程对象时，可以使用代理模式来隐藏网络通信的细节。代理对象在客户端和远程对象之间充当中间层，负责处理网络通信和数据传输，使得客户端可以透明地访问远程对象。

2. 虚拟代理（Virtual Proxy）：当创建一个对象的开销很大或者需要延迟对象的创建时，可以使用代理模式来延迟对象的实际创建。代理对象充当了虚拟对象的角色，只有在真正需要使用实际对象时才进行创建，从而提高系统性能和资源利用。

3. 安全代理（Protection Proxy）：当需要控制对敏感对象的访问权限时，可以使用代理模式来限制对对象的访问。代理对象可以在实际对象的访问前后添加权限验证等安全措施，确保只有具有相应权限的客户端能够访问对象。

4. 日志记录（Logging）：当需要记录方法的调用日志、监控方法的执行或添加额外的日志功能时，可以使用代理模式来在实际对象的方法执行前后进行日志记录和处理。

5. 缓存代理（Caching Proxy）：当需要对一些昂贵的计算结果进行缓存，以提高系统性能时，可以使用代理模式来实现缓存。代理对象在接收到请求后，首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，否则将请求转发给实际对象，并将计算结果保存到缓存中。

总之，代理模式适用于需要控制对对象的访问、隐藏复杂性、提供额外功能、实现延迟加载或缓存等需求的场景。通过引入代理对象，我们可以在不改变客户端代码的情况下控制对目标对象的访问，并可以在访问前后添加额外的逻辑处理。

二.代理模式实现

下面写一个简单的demo描述一下代理模式：

// 接口：图片
interface Image {
    void display();
}

// 目标对象：真实图片
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);
    }
}

// 代理对象：图片代理
class ImageProxy implements Image {
    private String filename;
    private RealImage realImage;

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

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

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Image image = new ImageProxy("example.jpg");

        // 第一次显示图像，从磁盘加载
        image.display();
        System.out.println("------------------------------------");

        // 第二次显示图像，直接显示
        image.display();
    }
}

在上述示例中，我们模拟了一个代理模式的场景。接口 Image 定义了显示图片的方法，RealImage 是实际的图片类，ImageProxy 是图片代理类。

客户端通过与 Image 接口进行交互，并使用 ImageProxy 来代理实际的图片对象。在第一次调用 display 方法时，代理对象创建了实际的图片对象，并调用其 display 方法显示图片；在第二次调用时，代理对象直接调用实际图片对象的 display 方法显示图片。

代理模式可以有效地控制对对象的访问，并可以在访问前后添加额外的逻辑，以满足不同的需求。

在电商系统中，可以用代理模式来实现商品库存的管理，我们再写一个demo实现一下这个功能：

// 接口：商品服务
interface ProductService {
    int getProductStock(String productId);
}

// 目标对象：实际的商品服务
class ProductServiceImpl implements ProductService {
    public int getProductStock(String productId) {
        // 实际的商品库存查询逻辑
        // 假设返回库存为100
        return 100;
    }
}

// 代理对象：商品服务代理
class ProductServiceProxy implements ProductService {
    private ProductService productService;

    public ProductServiceProxy(ProductService productService) {
        this.productService = productService;
    }

    public int getProductStock(String productId) {
        // 在实际对象的方法执行前后添加额外的逻辑
        System.out.println("开始查询商品库存");
        int stock = productService.getProductStock(productId);
        System.out.println("查询商品库存完成");

        return stock;
    }
}

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ProductService realProductService = new ProductServiceImpl();
        ProductService productServiceProxy = new ProductServiceProxy(realProductService);

        int stock = productServiceProxy.getProductStock("12345");
        System.out.println("商品库存：" + stock);
    }
}

上述示例中，我们模拟了一个商品库存查询的场景。接口 ProductService 定义了查询商品库存的方法，ProductServiceImpl 是实际的商品服务类，ProductServiceProxy 是商品服务的代理类。

客户端通过与 ProductService 接口进行交互，并使用 ProductServiceProxy 来代理实际的商品服务对象。在代理对象的 getProductStock 方法中，我们在实际对象的方法执行前后添加了额外的逻辑，用于输出查询库存的信息。

通过使用代理模式，我们可以在不改变客户端代码的情况下，对商品服务的访问进行控制，并可以在访问前后添加额外的逻辑处理。在这个例子中，代理对象负责在实际对象的库存查询方法执行前后输出日志信息，提供了更灵活的控制和功能扩展。