23种设计模式——代理模式（Proxy Pattern）详解

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🥭本文内容：23种设计模式——代理模式（Proxy Pattern）
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目录

一. 背景

二. 介绍

三. 核心概念

四. 实际应用示例

1. 图片加载代理

2. 权限控制代理

3. 网络请求代理

4. 缓存代理

五. 代理模式的类型

六. 代理模式的优势

七. 注意事项

八. 总结

一. 背景

也行此时你还感觉不到代理模式是多么的好用，我慢慢帮你剖析吧！

不知道读者对于Java的Spring AOP（方法粒度的面向切面编程）是否了解？其实代理模式可以类比成一种对象粒度的AOP。在我们在项目中创建一个对象的时候，如果还要添加类似于日志、判断前置条件（如android中的用户是否允许某种权限）、或者进行缓存判断（类似Redis）的操作，如果这个时候如果都把代码写成一团，功能肯定也可以实现，但是代码会显得非常冗余，这个时候代理模式的优势就体现出来了，让我们一起来揭开它的面纱！

二. 介绍

代理模式（Proxy Pattern）是面向对象设计模式中的一种结构型模式。它为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。代理模式在客户端和目标对象之间起到中介作用，可以在不改变目标对象的情况下，增加额外的功能操作（知道是结构型和可以添加功能就够了~）。

三. 核心概念

在代理模式中，通常涉及三个角色：
抽象主题（Subject）：声明了真实主题和代理主题的共同接口（方法功能提到接口）
真实主题（RealSubject）：定义了代理主题所代表的真实对象（原本要New的对象）
代理主题（Proxy）：保存一个引用使得代理可以访问实体，并提供一个与Subject的接口相同的接口（完成延迟加载和添加日志等功能，后面使用对象的时候只要创建这个对象就够了）

四. 实际应用示例

1. 图片加载代理

在Android应用中，我们经常需要加载网络图片。为了提高性能，可以使用代理模式来实现图片的延迟加载：

// 抽象接口
public interface Image {
    void display();
}

// 真实主题 - 真实图片
public class RealImage implements Image {
    private String filename;
    
    public RealImage(String filename) {
        this.filename = filename;
        loadFromDisk();
    }
    
    private void loadFromDisk() {
        System.out.println("从磁盘加载图片: " + filename);
        // 模拟耗时操作
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("显示图片: " + filename);
    }
}

// 代理主题 - 图片代理
public class ImageProxy implements Image {
    private RealImage realImage;
    private String filename;
    
    public ImageProxy(String filename) {
        this.filename = filename;
    }
    
    @Override
    public void display() {
        if (realImage == null) {
            realImage = new RealImage(filename);
        }
        realImage.display();
    }
}

// 使用示例
public class MainActivity {
    public void onCreate() {
        // 创建代理对象，不会立即加载图片
        Image image = new ImageProxy("photo.jpg");
        
        // 只有在需要显示时才真正加载图片
        image.display(); // 此时才加载并显示图片
    }
}

这种方式可以有效减少内存使用，只有在真正需要显示图片时才加载，提高了应用性能。

2. 权限控制代理

在Android应用中，某些功能需要特定权限才能访问，可以使用代理模式进行权限检查：

// 抽象接口
public interface Camera {
    void takePhoto();
    void recordVideo();
}

// 真实主题 - 相机功能实现
public class RealCamera implements Camera {
    @Override
    public void takePhoto() {
        System.out.println("拍照成功");
    }
    
    @Override
    public void recordVideo() {
        System.out.println("开始录像");
    }
}

// 代理主题 - 带权限检查的相机代理
public class CameraPermissionProxy implements Camera {
    private RealCamera realCamera;
    private Context context;
    
    public CameraPermissionProxy(Context context) {
        this.context = context;
    }
    
    @Override
    public void takePhoto() {
        if (checkCameraPermission()) {
            if (realCamera == null) {
                realCamera = new RealCamera();
            }
            realCamera.takePhoto();
        } else {
            System.out.println("没有相机权限，无法拍照");
        }
    }
    
    @Override
    public void recordVideo() {
        if (checkCameraPermission()) {
            if (realCamera == null) {
                realCamera = new RealCamera();
            }
            realCamera.recordVideo();
        } else {
            System.out.println("没有相机权限，无法录像");
        }
    }
    
    private boolean checkCameraPermission() {
        // 检查相机权限
        return ContextCompat.checkSelfPermission(context, 
            Manifest.permission.CAMERA) == PackageManager.PERMISSION_GRANTED;
    }
}

// 使用示例
public class CameraActivity {
    private Camera camera;
    
    public void onCreate() {
        camera = new CameraPermissionProxy(this);
    }
    
    public void onTakePhotoClick() {
        camera.takePhoto(); // 自动检查权限
    }
}

3. 网络请求代理

在网络请求中，可以使用代理模式添加日志、缓存等功能：

// 抽象接口
public interface HttpClient {
    String get(String url);
    String post(String url, String data);
}

// 真实主题 - 真实的HTTP客户端
public class RealHttpClient implements HttpClient {
    @Override
    public String get(String url) {
        // 模拟网络请求
        System.out.println("发送GET请求到: " + url);
        return "Response from " + url;
    }
    
    @Override
    public String post(String url, String data) {
        System.out.println("发送POST请求到: " + url + " 数据: " + data);
        return "Response from " + url;
    }
}

// 代理主题 - 带日志功能的HTTP客户端代理
public class LoggingHttpClientProxy implements HttpClient {
    private RealHttpClient realHttpClient;
    private boolean enableLogging;
    
    public LoggingHttpClientProxy(boolean enableLogging) {
        this.enableLogging = enableLogging;
    }
    
    @Override
    public String get(String url) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        
        if (realHttpClient == null) {
            realHttpClient = new RealHttpClient();
        }
        
        if (enableLogging) {
            System.out.println("开始GET请求: " + url);
        }
        
        String result = realHttpClient.get(url);
        
        if (enableLogging) {
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("GET请求完成，耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
        }
        
        return result;
    }
    
    @Override
    public String post(String url, String data) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        
        if (realHttpClient == null) {
            realHttpClient = new RealHttpClient();
        }
        
        if (enableLogging) {
            System.out.println("开始POST请求: " + url);
        }
        
        String result = realHttpClient.post(url, data);
        
        if (enableLogging) {
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("POST请求完成，耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
        }
        
        return result;
    }
}

// 使用示例
public class NetworkManager {
    private HttpClient httpClient;
    
    public NetworkManager() {
        // 开发环境启用日志
        boolean isDebug = true;
        httpClient = new LoggingHttpClientProxy(isDebug);
    }
    
    public void fetchData() {
        String result = httpClient.get("https://api.example.com/data");
        System.out.println("获取到数据: " + result);
    }
}

4. 缓存代理

在数据访问中，代理模式可以用来实现缓存机制：

// 抽象接口
public interface DataService {
    String getData(String key);
}

// 真实主题 - 真实的数据服务
public class RealDataService implements DataService {
    @Override
    public String getData(String key) {
        // 模拟从数据库或网络获取数据
        System.out.println("从数据库获取数据，键: " + key);
        try {
            Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "Data for " + key;
    }
}

// 代理主题 - 带缓存功能的数据服务代理
public class CachedDataServiceProxy implements DataService {
    private RealDataService realDataService;
    private Map<String, String> cache = new HashMap<>();
    
    @Override
    public String getData(String key) {
        // 先检查缓存
        if (cache.containsKey(key)) {
            System.out.println("从缓存获取数据，键: " + key);
            return cache.get(key);
        }
        
        // 缓存未命中，从真实服务获取
        if (realDataService == null) {
            realDataService = new RealDataService();
        }
        
        String data = realDataService.getData(key);
        cache.put(key, data); // 存入缓存
        System.out.println("数据已缓存，键: " + key);
        
        return data;
    }
    
    public void clearCache() {
        cache.clear();
        System.out.println("缓存已清空");
    }
}

// 使用示例
public class DataRepository {
    private DataService dataService = new CachedDataServiceProxy();
    
    public void displayData(String key) {
        // 第一次调用
        String data1 = dataService.getData(key);
        System.out.println("第一次获取: " + data1);
        
        // 第二次调用（从缓存获取）
        String data2 = dataService.getData(key);
        System.out.println("第二次获取: " + data2);
    }
}

五. 代理模式的类型

代理模式还可以根据作用，分为下面几种类型：

远程代理（Remote Proxy）：为一个位于不同地址空间的对象提供本地代表。

虚拟代理（Virtual Proxy）：根据需要创建开销很大的对象。

保护代理（Protection Proxy）：控制对原始对象的访问，常用于对象应该有不同的访问权限时。

智能引用（Smart Reference）：取代简单的指针，在访问对象时执行一些附加操作。

六. 代理模式的优势

延迟加载：虚拟代理可以实现对象的延迟初始化，节省系统资源
权限控制：保护代理可以在访问真实对象前进行权限检查
功能增强：可以在不修改原始类的情况下添加额外功能（如日志、缓存等）
远程访问：远程代理可以隐藏网络通信的复杂性
对象访问控制：可以控制对昂贵资源的访问

七. 注意事项

性能开销：代理模式会增加系统的复杂性和可能的性能开销
代码复杂性：引入代理会增加类的数量，使系统更加复杂
调试困难：代理模式可能使调试变得更加困难
合理使用：不是所有场景都需要代理，应根据实际需求选择

八. 总结

代理模式是开发中非常实用的设计模式，它可以在不改变原有代码结构的情况下，为对象提供额外的功能。通过合理使用代理模式，我们可以实现延迟加载、权限控制、日志记录、缓存等功能，提高应用的性能和用户体验。
在实际开发中，我们可以根据具体需求选择合适的代理类型，如虚拟代理用于延迟加载，保护代理用于权限控制，智能引用代理用于添加额外功能等。正确使用代理模式可以让我们的代码更加优雅、高效和易于维护！

最后，

        其它设计模式会陆续更新，希望文章对你有所帮助！