设计模式：代理模式

赵海波2024-04-082024-09-04

回答

“代理模式是一种结构型设计模式，它通过为其他对象提供一个代理来控制对这个对象的访问。代理模式可以让我们在不改变目标对象的情况下，通过代理对象来控制、增强或延迟操作。

代理模式有多种类型，包括静态代理、动态代理、远程代理、虚拟代理和保护代理。以静态代理为例，代理类与目标类实现相同的接口，代理类在调用目标类方法时可以添加额外的逻辑，如日志记录或权限检查。动态代理则是在运行时生成代理类，通常使用JDK的InvocationHandler接口来实现。

代理模式的优点包括控制对目标对象的访问、添加额外的功能、降低客户端与目标对象的耦合度。但它也会增加系统的复杂性，可能带来一定的性能开销。”

设计模式：代理模式

1. 什么是代理模式？

代理模式（Proxy Pattern）是一种结构型设计模式，它为其他对象提供了一种代理，以控制对这个对象的访问。代理模式可以让我们在不改变目标对象的情况下，通过代理对象来控制对目标对象的访问、增强功能或延迟操作等。

在代理模式中，代理对象通常与目标对象实现相同的接口，这样客户端可以通过代理对象来访问目标对象的功能，而无需知道是否正在使用代理。

代理在原有代码乃至原业务流程都不修改的情况下，直接在业务流程中切入新代码，增加新功能，这也和Spring的（面向切面编程）很相似

2. 代理模式的分类

代理模式根据不同的使用场景，可以分为以下几种常见类型：

静态代理(静态定义代理类)
- 简单代理模式，是动态代理的理论基础。常见使用在代理模式
动态代理(动态生成代理类，也称为Jdk自带动态代理)
- 使用反射完成代理。需要有顶层接口才能使用，常见是mybatis的mapper文件是代理
Cglib 、javaassist（字节码操作库）
- 也是使用反射完成代理，可以直接代理类（jdk动态代理不行），使用字节码技术，不能对 final类进行继承。（需要导入jar包）

3. 代理模式的结构

代理模式一般包含以下几个角色：

抽象主题（Subject）：定义了代理类和目标类共同的接口，这样客户端可以通过接口来操作具体对象。
具体主题（RealSubject）：实现了抽象主题接口，是实际被代理的对象。
代理类（Proxy）：同样实现了抽象主题接口，持有对具体主题的引用，负责在客户端和具体主题之间进行交互。

4. 代理模式的实现

下面我们以静态代理和动态代理为例，分别演示如何在Java中实现代理模式。

静态代理

所谓静态也就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件，代理类和委托类的关系在运行前就确定了。

1. 定义接口和目标对象

// 抽象主题接口
public interface Subject {
    void request();
}

// 具体主题类
public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void request() {
        System.out.println("RealSubject: Handling request.");
    }
}

2. 创建代理类

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

    public Proxy(RealSubject realSubject) {
        this.realSubject = realSubject;
    }

    @Override
    public void request() {
        // 代理可以添加额外的逻辑
        System.out.println("Proxy: Checking access before firing a real request.");

        // 调用真实对象的方法
        realSubject.request();

        // 代理可以添加额外的逻辑
        System.out.println("Proxy: Logging the time of request.");
    }
}

3. 使用代理类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();
        Proxy proxy = new Proxy(realSubject);

        // 通过代理类访问真实对象的方法
        proxy.request();
    }
}

4. 运行结果

1
2
3

Proxy: Checking access before firing a real request.
RealSubject: Handling request.
Proxy: Logging the time of request.

动态代理（使用JDK）

动态代理也叫做，JDK代理、接口代理。

动态代理的对象，是利用JDK的API，动态的在内存中构建代理对象（是根据被代理的接口来动态生成代理类的class文件，并加载运行的过程），这就叫动态代理

1. 定义接口和目标对象

public interface Subject {
    void request();
}

public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void request() {
        System.out.println("RealSubject: Handling request.");
    }
}

2. 创建动态代理处理器

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

// 动态代理处理器
public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
    private Object realSubject;

    public DynamicProxyHandler(Object realSubject) {
        this.realSubject = realSubject;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 代理可以添加额外的逻辑
        System.out.println("Dynamic Proxy: Before invoking " + method.getName());

        // 调用真实对象的方法
        Object result = method.invoke(realSubject, args);

        // 代理可以添加额外的逻辑
        System.out.println("Dynamic Proxy: After invoking " + method.getName());

        return result;
    }
}

3. 使用动态代理

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();

        // 创建动态代理对象
        Subject proxyInstance = (Subject) Proxy.newProxyInstance(
            realSubject.getClass().getClassLoader(),
            realSubject.getClass().getInterfaces(),
            new DynamicProxyHandler(realSubject)
        );

        // 通过动态代理访问真实对象的方法
        proxyInstance.request();
    }
}

4. 运行结果

1
2
3

Dynamic Proxy: Before invoking request
RealSubject: Handling request.
Dynamic Proxy: After invoking request

cglib动态代理

指利用asm开源包，对代理对象类的class文件加载进来，通过修改其字节码生成子类来处理

什么是CGLIB动态代理

CGLIB动态代理和jdk代理一样，使用反射完成代理，不同的是他可以直接代理类（jdk动态代理不行，他必须目标业务类必须实现接口），CGLIB动态代理底层使用字节码技术，CGLIB动态代理不能对 final类进行继承。（CGLIB动态代理需要导入jar包）

5.代理模式的优缺点

优点

控制访问：代理模式可以在不修改原有类的情况下，控制对目标对象的访问。
添加功能：可以在代理类中添加额外的功能，如日志记录、权限控制、延迟加载等，而不需要改变目标类。
解耦：通过代理模式，客户端与目标对象之间的耦合度降低，便于后续维护和扩展。

缺点

增加复杂性：使用代理模式会增加系统的复杂性，尤其是当代理类和目标类之间的关系比较复杂时。
性能开销：代理模式引入了额外的代理对象，可能会对系统的性能产生一定的影响，尤其是在频繁调用时。