一、代理模式概述
代理模式(Proxy Pattern)是一种结构型设计模式，它为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。代理对象在客户端和目标对象之间起到中介作用，可以在不改变原始类代码的情况下，通过引入代理类来给原始类添加额外的功能。
核心思想
控制访问：代理可以控制客户端对真实对象的访问
功能增强：在不修改原始对象的情况下，通过代理添加额外功能
延迟初始化：代理可以延迟创建开销大的对象，直到真正需要时
适用场景
远程代理：为远程对象提供本地代表
虚拟代理：创建开销大的对象时作占位
保护代理：控制对原始对象的访问权限
智能引用：在访问对象时执行额外操作（如引用计数、懒加载等）
二、代理模式结构
代理模式主要包含以下几个角色：
Subject(抽象主题)：定义真实主题和代理主题的共同接口
RealSubject(真实主题)：实现真正的业务逻辑
Proxy(代理)：持有真实主题的引用，控制对真实主题的访问
三、Java实现案例
静态代理 - 数据库查询代理
首先
1. 定义抽象主题接口
public interface DatabaseQuery {
String query(String query);
}2. 实现真实主题
public class RealDatabaseQuery implements DatabaseQuery {
@Override
public String query(String query) {
// 模拟耗时操作
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return "Result of: " + query;
}
}3. 实现代理类
public class DatabaseQueryProxy implements DatabaseQuery {
private RealDatabaseQuery realQuery;
private Map<String, String> cache = new HashMap<>();
@Override
public String query(String query) {
// 缓存检查
if (cache.containsKey(query)) {
System.out.println("Returning cached result for: " + query);
return cache.get(query);
}
// 延迟初始化真实对象
if (realQuery == null) {
realQuery = new RealDatabaseQuery();
}
// 调用真实对象方法
String result = realQuery.query(query);
// 缓存结果
cache.put(query, result);
System.out.println("New query executed and cached: " + query);
return result;
}
}测试类
public class ProxyTest {
public static void main(String[] args) {
DatabaseQuery proxy = new DatabaseQueryProxy();
// 第一次查询 - 执行真实查询
System.out.println(proxy.query("SELECT * FROM users"));
// 第二次相同查询 - 从缓存获取
System.out.println(proxy.query("SELECT * FROM users"));
// 新查询
System.out.println(proxy.query("SELECT * FROM orders"));
}
}5. 输出结果
动态代理 - 方法调用日志记录
Java提供了内置的动态代理支持，可以动态创建代理类。
1. 定义业务接口
public interface UserService {
void addUser(String username);
void deleteUser(String username);
}2. 实现真实业务类
public class UserServiceImpl implements UserService {
@Override
public void addUser(String username) {
System.out.println("Adding user: " + username);
}
@Override
public void deleteUser(String username) {
System.out.println("Deleting user: " + username);
}
}3. 实现InvocationHandler
public class LoggingHandler implements InvocationHandler {
private Object target;
public LoggingHandler(Object target) {
this.target = target;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
// 方法调用前记录日志
System.out.println("Before method: " + method.getName());
if (args != null) {
System.out.println("Arguments: " + Arrays.toString(args));
}
// 调用真实方法
Object result = method.invoke(target, args);
// 方法调用后记录日志
System.out.println("After method: " + method.getName());
return result;
}
}测试类
public class DynamicProxyTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建真实对象
UserService realService = new UserServiceImpl();
// 创建动态代理
UserService proxy = (UserService) Proxy.newProxyInstance(
UserService.class.getClassLoader(),
new Class[]{UserService.class},
new LoggingHandler(realService)
);
// 通过代理调用方法
proxy.addUser("Alice");
proxy.deleteUser("Bob");
}
}5. 输出结果
四、代理模式变体
1. 远程代理(Remote Proxy)
为不同地址空间的对象提供本地代表，如RMI(远程方法调用)中的stub就是远程代理。
2. 虚拟代理(Virtual Proxy)
延迟创建开销大的对象，如图片加载时先显示占位图。
3. 保护代理(Protection Proxy)
控制对原始对象的访问权限，如基于角色的访问控制。
4. 智能引用代理(Smart Reference Proxy)
在访问对象时执行额外操作，如：
引用计数
懒加载
对象锁定
五、代理模式优缺点
优点
职责清晰：真实角色只需关注业务逻辑，其他事务由代理处理
高扩展性：可以在不修改目标对象的情况下扩展功能
智能化：代理可以执行额外的智能操作
缺点
性能开销：代理模式会增加额外的处理，可能影响性能
复杂度增加：需要额外引入代理类，增加系统复杂度
静态代理类膨胀：如果接口增加方法，代理类和真实类都需要修改
六、实际应用场景
Spring AOP：基于动态代理实现面向切面编程
MyBatis：Mapper接口通过动态代理实现数据库操作
Hibernate：延迟加载使用代理实现
RPC框架：远程服务调用使用代理模式
安全框架：权限控制使用保护代理
七、与其他模式的关系
与装饰器模式：两者都基于组合，但目的不同。装饰器模式关注增强功能，代理模式关注控制访问
与适配器模式：适配器改变接口，代理实现相同接口
与外观模式：外观模式定义新接口，代理模式实现原接口
代理模式通过引入代理对象，可以在不修改原始类的情况下控制访问并添加额外功能。在实际开发中，合理使用代理模式可以提高系统的灵活性、安全性和可维护性。