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代理模式（Proxy Pattern）
概念
代理模式（Proxy Pattern）是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，代理對(duì)象在不改變目標(biāo)對(duì)象功能的前提下，通過(guò)控制對(duì)目標(biāo)對(duì)象的訪問(wèn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)延遲加載、權(quán)限控制、日志記錄等功能。代理模式可以通過(guò)提供一個(gè)中介對(duì)象，來(lái)控制客戶端和實(shí)際目標(biāo)對(duì)象之間的交互。
應(yīng)用場(chǎng)景
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遠(yuǎn)程代理（Remote Proxy）：為位于不同地址空間的對(duì)象提供代理，解決遠(yuǎn)程調(diào)用問(wèn)題。典型的例子是RMI（Remote Method Invocation），通過(guò)代理對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)程方法調(diào)用。
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虛擬代理（Virtual Proxy）：為某些需要較高開(kāi)銷的對(duì)象提供代理，延遲其加載和創(chuàng)建。比如，大型圖片或文檔的加載可以通過(guò)虛擬代理來(lái)進(jìn)行，只有當(dāng)真正需要時(shí)才創(chuàng)建實(shí)際對(duì)象。
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保護(hù)代理（Protection Proxy）：用于控制對(duì)對(duì)象的訪問(wèn)權(quán)限。代理對(duì)象檢查調(diào)用者是否具有訪問(wèn)權(quán)限，只有在權(quán)限允許時(shí)，才能訪問(wèn)目標(biāo)對(duì)象。
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智能引用代理（Smart Reference Proxy）：在訪問(wèn)對(duì)象時(shí)加入一些附加操作，如統(tǒng)計(jì)實(shí)際對(duì)象的引用次數(shù)、記錄日志、檢查鎖等。
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緩存代理（Caching Proxy）：代理可以緩存某些計(jì)算結(jié)果或操作結(jié)果，使得后續(xù)的相同請(qǐng)求不需要重復(fù)計(jì)算，提升系統(tǒng)性能。
注意點(diǎn)
- 代理類和實(shí)際類必須實(shí)現(xiàn)相同的接口：代理類的設(shè)計(jì)應(yīng)與目標(biāo)類保持一致，使得客戶端在使用代理類時(shí)與使用實(shí)際類沒(méi)有差異。
- 性能開(kāi)銷：盡管代理模式可以增加功能，但也可能增加系統(tǒng)開(kāi)銷，尤其是遠(yuǎn)程代理涉及到網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)。
- 適合復(fù)雜的控制場(chǎng)景：代理模式尤其適合在需要控制訪問(wèn)、管理復(fù)雜操作、或添加額外處理邏輯的場(chǎng)景中使用。
核心要素
- Subject（抽象主題角色）：定義代理類和目標(biāo)類的共同接口，使得代理類和目標(biāo)類可以被客戶端通過(guò)相同的方式調(diào)用。
- RealSubject（真實(shí)主題角色）：定義目標(biāo)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)真實(shí)的業(yè)務(wù)邏輯。
- Proxy（代理角色）：負(fù)責(zé)控制對(duì)真實(shí)主題對(duì)象的訪問(wèn)，通常會(huì)引用一個(gè)真實(shí)主題對(duì)象，并通過(guò)實(shí)現(xiàn)抽象主題接口來(lái)代理其操作。
Java代碼完整示例
代碼示例：靜態(tài)代理
// 抽象接口，定義真實(shí)主題和代理共同的行為
interface Subject {void request();
}// 真實(shí)主題，實(shí)現(xiàn)實(shí)際的業(yè)務(wù)邏輯
class RealSubject implements Subject {@Overridepublic void request() {System.out.println("真實(shí)主題執(zhí)行請(qǐng)求");}
}// 代理類，控制對(duì)真實(shí)主題的訪問(wèn)
class Proxy implements Subject {private RealSubject realSubject;@Overridepublic void request() {// 代理可以在調(diào)用真實(shí)對(duì)象之前執(zhí)行一些額外操作if (realSubject == null) {realSubject = new RealSubject();}System.out.println("代理：在調(diào)用真實(shí)對(duì)象前的額外操作");realSubject.request();System.out.println("代理：在調(diào)用真實(shí)對(duì)象后的額外操作");}
}// 客戶端
public class Client {public static void main(String[] args) {Subject proxy = new Proxy();proxy.request();}
}
輸出結(jié)果：
代理：在調(diào)用真實(shí)對(duì)象前的額外操作
真實(shí)主題執(zhí)行請(qǐng)求
代理：在調(diào)用真實(shí)對(duì)象后的額外操作
各種變形用法完整示例
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虛擬代理（Virtual Proxy）
虛擬代理的主要目的是推遲大開(kāi)銷對(duì)象的創(chuàng)建，直到需要使用時(shí)才創(chuàng)建。典型例子是延遲加載大型圖片或文檔。代碼示例：
interface Image {void display(); }// 真實(shí)的圖像類，實(shí)際加載圖片 class RealImage implements Image {private String fileName;public RealImage(String fileName) {this.fileName = fileName;loadFromDisk();}private void loadFromDisk() {System.out.println("加載圖片: " + fileName);}@Overridepublic void display() {System.out.println("顯示圖片: " + fileName);} }// 虛擬代理類 class ProxyImage implements Image {private RealImage realImage;private String fileName;public ProxyImage(String fileName) {this.fileName = fileName;}@Overridepublic void display() {if (realImage == null) {realImage = new RealImage(fileName);}realImage.display();} }// 客戶端 public class VirtualProxyClient {public static void main(String[] args) {Image image = new ProxyImage("test.jpg");// 圖片首次顯示時(shí)加載image.display();System.out.println("");// 第二次調(diào)用時(shí)不需要加載image.display();} }輸出結(jié)果：
加載圖片: test.jpg 顯示圖片: test.jpg顯示圖片: test.jpg -
動(dòng)態(tài)代理（Dynamic Proxy）
動(dòng)態(tài)代理是在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建代理類，而不是在編譯時(shí)創(chuàng)建。在Java中，可以使用java.lang.reflect.Proxy類來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)代理，代理類可以動(dòng)態(tài)代理接口定義的所有方法。代碼示例：
import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy;// 定義抽象接口 interface Service {void operation(); }// 實(shí)現(xiàn)接口的真實(shí)類 class RealService implements Service {@Overridepublic void operation() {System.out.println("執(zhí)行實(shí)際操作");} }// 動(dòng)態(tài)代理處理器 class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {private Object target;public DynamicProxyHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("動(dòng)態(tài)代理：在方法執(zhí)行前");Object result = method.invoke(target, args);System.out.println("動(dòng)態(tài)代理：在方法執(zhí)行后");return result;} }// 客戶端 public class DynamicProxyClient {public static void main(String[] args) {RealService realService = new RealService();Service proxyInstance = (Service) Proxy.newProxyInstance(realService.getClass().getClassLoader(),realService.getClass().getInterfaces(),new DynamicProxyHandler(realService));proxyInstance.operation();} }輸出結(jié)果：
動(dòng)態(tài)代理：在方法執(zhí)行前 執(zhí)行實(shí)際操作 動(dòng)態(tài)代理：在方法執(zhí)行后 -
保護(hù)代理（Protection Proxy）
保護(hù)代理用于控制訪問(wèn)權(quán)限，可以通過(guò)代理來(lái)檢查調(diào)用者是否具備權(quán)限，只有在通過(guò)檢查時(shí)，才能調(diào)用目標(biāo)對(duì)象的方法。代碼示例：
interface BankAccount {void deposit(double amount);void withdraw(double amount); }class RealBankAccount implements BankAccount {private double balance;public RealBankAccount(double balance) {this.balance = balance;}@Overridepublic void deposit(double amount) {balance += amount;System.out.println("存款成功，當(dāng)前余額: " + balance);}@Overridepublic void withdraw(double amount) {if (balance >= amount) {balance -= amount;System.out.println("取款成功，當(dāng)前余額: " + balance);} else {System.out.println("余額不足，取款失敗");}} }// 保護(hù)代理類 class ProtectionProxy implements BankAccount {private RealBankAccount realBankAccount;private String userRole;public ProtectionProxy(String userRole, double initialBalance) {this.userRole = userRole;realBankAccount = new RealBankAccount(initialBalance);}@Overridepublic void deposit(double amount) {realBankAccount.deposit(amount);}@Overridepublic void withdraw(double amount) {if ("ADMIN".equals(userRole)) {realBankAccount.withdraw(amount);} else {System.out.println("無(wú)權(quán)限取款");}} }// 客戶端 public class ProtectionProxyClient {public static void main(String[] args) {BankAccount adminAccount = new ProtectionProxy("ADMIN", 1000);adminAccount.withdraw(500);BankAccount userAccount = new ProtectionProxy("USER", 1000);userAccount.withdraw(500);} }輸出結(jié)果：
取款成功，當(dāng)前余額: 500.0 無(wú)權(quán)限取款
總結(jié)
代理模式通過(guò)引入代理類為目標(biāo)對(duì)象提供額外的功能或控制。它適用于延遲加載、權(quán)限控制、日志記錄、遠(yuǎn)程調(diào)用等場(chǎng)景。代理模式可以分為靜態(tài)代理和動(dòng)態(tài)代理，并且具有多種變體，如虛擬代理、保護(hù)代理、遠(yuǎn)程代理等。