模式設計之行爲模式：代理模式（Proxy模式）詳解

在有些情況下，一個客戶不能或者不想直接訪問另一個對象，這時需要找一箇中介幫忙完成某項任務，這個中介就是代理對象。例如，購買火車票不一定要去火車站買，可以通過 12306 網站或者去火車票代售點買。又如找女朋友、找保姆、找工作等都可以通過找中介完成。

在軟件設計中，使用代理模式的例子也很多，例如，要訪問的遠程對象比較大（如視頻或大圖像等），其下載要花很多時間。還有因爲安全原因需要屏蔽客戶端直接訪問真實對象，如某單位的內部數據庫等。

代理模式的定義與特點

代理模式的定義：由於某些原因需要給某對象提供一個代理以控制對該對象的訪問。這時，訪問對象不適合或者不能直接引用目標對象，代理對象作爲訪問對象和目標對象之間的中介。

代理模式的主要優點有：

代理模式在客戶端與目標對象之間起到一箇中介作用和保護目標對象的作用；
代理對象可以擴展目標對象的功能；
代理模式能將客戶端與目標對象分離，在一定程度上降低了系統的耦合度，增加了程序的可擴展性

其主要缺點是：

代理模式會造成系統設計中類的數量增加
在客戶端和目標對象之間增加一個代理對象，會造成請求處理速度變慢；
增加了系統的複雜度；

那麼如何解決以上提到的缺點呢？答案是可以使用動態代理方式

代理模式的結構與實現

代理模式的結構比較簡單，主要是通過定義一個繼承抽象主題的代理來包含真實主題，從而實現對真實主題的訪問，下面來分析其基本結構和實現方法。

1. 模式的結構

代理模式的主要角色如下。

抽象主題（Subject）類：通過接口或抽象類聲明真實主題和代理對象實現的業務方法。
真實主題（Real Subject）類：實現了抽象主題中的具體業務，是代理對象所代表的真實對象，是最終要引用的對象。
代理（Proxy）類：提供了與真實主題相同的接口，其內部含有對真實主題的引用，它可以訪問、控制或擴展真實主題的功能。

其結構圖如圖 1 所示。

圖1 代理模式的結構圖

在代碼中，一般代理會被理解爲代碼增強，實際上就是在原代碼邏輯前後增加一些代碼邏輯，而使調用者無感知。

根據代理的創建時期，代理模式分爲靜態代理和動態代理。

靜態：由程序員創建代理類或特定工具自動生成源代碼再對其編譯，在程序運行前代理類的 .class 文件就已經存在了。
動態：在程序運行時，運用反射機制動態創建而成

2. 模式的實現

代理模式的實現代碼如下：

package proxy;

public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Proxy proxy = new Proxy();
        proxy.Request();
    }
}

//抽象主題
interface Subject {
    void Request();
}

//真實主題
class RealSubject implements Subject {
    public void Request() {
        System.out.println("訪問真實主題方法...");
    }
}

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

    public void Request() {
        if (realSubject == null) {
            realSubject = new RealSubject();
        }
        preRequest();
        realSubject.Request();
        postRequest();
    }

    public void preRequest() {
        System.out.println("訪問真實主題之前的預處理。");
    }

    public void postRequest() {
        System.out.println("訪問真實主題之後的後續處理。");
    }
}

運行結果：

訪問真實主題之前的預處理。
訪問真實主題方法...
訪問真實主題之後的後續處理。

代理模式的應用實例

【例1】韶關“天街e角”公司是一家婺源特產公司的代理公司，用代理模式實現。

分析：本實例中的“婺源特產公司”經營許多婺源特產，它是真實主題，提供了顯示特產的 display() 方法，可以用窗體程序實現（點此下載該實例所要顯示的圖片）。而韶關“天街e角”公司是婺源特產公司特產的代理，通過調用婺源特產公司的 display() 方法顯示代理產品，當然它可以增加一些額外的處理，如包裝或加價等。客戶可通過“天街e角”代理公司間接訪問“婺源特產公司”的產品，圖 2 所示是公司的結構圖。

圖2 韶關“天街e角”公司的結構圖

程序代碼如下：

package proxy;

import java.awt.*;
import javax.swing.*;

public class WySpecialtyProxy {
    public static void main(String[] args) {
        SgProxy proxy = new SgProxy();
        proxy.display();
    }
}

//抽象主題：特產
interface Specialty {
    void display();
}

//真實主題：婺源特產
class WySpecialty extends JFrame implements Specialty {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    public WySpecialty() {
        super("韶關代理婺源特產測試");
        this.setLayout(new GridLayout(1, 1));
        JLabel l1 = new JLabel(new ImageIcon("src/proxy/WuyuanSpecialty.jpg"));
        this.add(l1);
        this.pack();
        this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    }

    public void display() {
        this.setVisible(true);
    }
}

//代理：韶關代理
class SgProxy implements Specialty {
    private WySpecialty realSubject = new WySpecialty();

    public void display() {
        preRequest();
        realSubject.display();
        postRequest();
    }

    public void preRequest() {
        System.out.println("韶關代理婺源特產開始。");
    }

    public void postRequest() {
        System.out.println("韶關代理婺源特產結束。");
    }
}

運行結果：

代理模式的應用場景

當無法或不想直接引用某個對象或訪問某個對象存在困難時，可以通過代理對象來間接訪問。使用代理模式主要有兩個目的：一是保護目標對象，二是增強目標對象。

前面分析了代理模式的結構與特點，現在來分析以下的應用場景。

遠程代理，這種方式通常是爲了隱藏目標對象存在於不同地址空間的事實，方便客戶端訪問。例如，用戶申請某些網盤空間時，會在用戶的文件系統中建立一個虛擬的硬盤，用戶訪問虛擬硬盤時實際訪問的是網盤空間。
虛擬代理，這種方式通常用於要創建的目標對象開銷很大時。例如，下載一幅很大的圖像需要很長時間，因某種計算比較複雜而短時間無法完成，這時可以先用小比例的虛擬代理替換真實的對象，消除用戶對服務器慢的感覺。
安全代理，這種方式通常用於控制不同種類客戶對真實對象的訪問權限。
智能指引，主要用於調用目標對象時，代理附加一些額外的處理功能。例如，增加計算真實對象的引用次數的功能，這樣當該對象沒有被引用時，就可以自動釋放它。
延遲加載，指爲了提高系統的性能，延遲對目標的加載。例如，Hibernate 中就存在屬性的延遲加載和關聯表的延時加載。

代理模式的擴展

在前面介紹的代理模式中，代理類中包含了對真實主題的引用，這種方式存在兩個缺點。

真實主題與代理主題一一對應，增加真實主題也要增加代理。
設計代理以前真實主題必須事先存在，不太靈活。採用動態代理模式可以解決以上問題，如 SpringAOP，其結構圖如圖 4 所示。

代理模式和裝飾模式的區別：

對裝飾器模式來說，裝飾者（decorator）和被裝飾者（decoratee）都實現同一個接口。對代理模式來說，代理類（proxy class）和真實處理的類（real class）都實現同一個接口。他們之間的邊界確實比較模糊，兩者都是對類的方法進行擴展，具體區別如下：

1、裝飾器模式強調的是增強自身，在被裝飾之後你能夠在被增強的類上使用增強後的功能。增強後你還是你，只不過能力更強了而已；代理模式強調要讓別人幫你去做一些本身與你業務沒有太多關係的職責（記錄日誌、設置緩存）。代理模式是爲了實現對象的控制，因爲被代理的對象往往難以直接獲得或者是其內部不想暴露出來。

2、裝飾模式是以對客戶端透明的方式擴展對象的功能，是繼承方案的一個替代方案；代理模式則是給一個對象提供一個代理對象，並由代理對象來控制對原有對象的引用；

3、裝飾模式是爲裝飾的對象增強功能；而代理模式對代理的對象施加控制，但不對對象本身的功能進行增強；

模式設計之行爲模式：代理模式（Proxy模式）詳解

代理模式的定義與特點

代理模式的結構與實現

1. 模式的結構

2. 模式的實現

代理模式的應用實例

代理模式的應用場景

代理模式的擴展

代理模式和裝飾模式的區別：

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