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代理模式（Proxy Pattern）是一种结构型设计模式，它通过创建一个代理对象来控制对另一个对象的访问。代理对象充当真实对象的替代者，并且可以在访问真实对象之前或者之后执行额外的操作。代理模式常用于延迟加载、权限控制、远程代理、缓存等场景。
1. 代理模式的定义
代理模式 通过引入代理对象来控制对某个对象的访问。代理对象和真实对象实现相同的接口，客户端对代理对象的操作就像是对真实对象的操作一样，但代理对象可以在操作前或操作后做一些额外的处理。
代理模式通常用于以下几种场景：
- 远程代理：表示一个对象在不同的地址空间（通常是网络）上的代理。
- 虚拟代理：用于延迟初始化的场景，只有在需要时才创建对象。
- 保护代理：控制对对象的访问权限，做权限检查。
- 缓存代理：缓存某个对象的状态，避免重复计算。
2. 代理模式的角色
代理模式主要涉及以下几个角色：
-
Subject（抽象主题角色）：定义了真实对象和代理对象的公共接口，通常是一个接口或抽象类。真实对象和代理对象都要实现这个接口。
-
RealSubject（真实主题角色）：实现了
Subject接口，定义了代理所代表的真实对象的具体业务逻辑。 -
Proxy（代理角色）：代理对象也实现了
Subject接口，内部持有对真实对象的引用。代理对象可以在调用真实对象方法之前或之后执行一些额外操作。
3. 代理模式的种类
根据代理的使用场景，代理模式可以分为以下几种类型：
1) 虚拟代理（Virtual Proxy）
虚拟代理用于延迟加载对象。它会在客户端首次请求真实对象时才创建真实对象实例，并返回给客户端。虚拟代理通常用于大对象、资源消耗大的对象的加载。
2) 远程代理（Remote Proxy）
远程代理用于对象位于不同地址空间的情况（如跨网络访问）。它代表一个远程对象，通过代理对象来实现对远程对象的访问。常见的应用场景是分布式系统中的远程调用（如 RMI）。
3) 保护代理（Protection Proxy）
保护代理控制对某个对象的访问权限。它通常会在客户端访问真实对象之前，进行权限验证、日志记录等操作，确保只有合法的操作才会传递到真实对象。
4) 缓存代理（Cache Proxy）
缓存代理用于缓存真实对象的计算结果，避免重复的计算。当请求真实对象时，代理对象先检查缓存，如果存在则直接返回缓存中的结果；如果不存在，则请求真实对象并将结果缓存。
5) 智能代理（Smart Proxy）
智能代理对真实对象的访问进行了额外的处理，通常用来实现一些辅助功能，如计数、对象生命周期管理等。
4. 代理模式的结构图
+---------------------+| Subject |<-----------------------++---------------------+ || + request() | |+---------------------+ |^ || |+------------------------+ || RealSubject | |+------------------------+ || + request() | |+------------------------+ |^ || |+------------------------+ || Proxy |-------------------++------------------------+| + request() |+------------------------+
5. 代理模式的实现
代码示例：代理模式用于控制访问权限
假设我们有一个 RealSubject 类，它表示一个资源管理对象。我们希望控制对该资源的访问，只有合法用户才能访问资源。为此，我们可以使用代理模式，通过一个代理类来控制访问。
代码实现：
// 主题接口（Subject）
interface Subject {void request();
}// 真实主题类（RealSubject）
class RealSubject implements Subject {@Overridepublic void request() {System.out.println("RealSubject: Handling request");}
}// 代理类（Proxy）
class Proxy implements Subject {private RealSubject realSubject;private String userRole;public Proxy(String userRole) {this.userRole = userRole;}@Overridepublic void request() {if (checkAccess()) {if (realSubject == null) {realSubject = new RealSubject(); // 延迟加载}realSubject.request(); // 代理请求转发给真实主题对象} else {System.out.println("Proxy: Access denied.");}}// 检查用户权限private boolean checkAccess() {if ("admin".equals(userRole)) {System.out.println("Proxy: Access granted.");return true;} else {System.out.println("Proxy: Access denied.");return false;}}
}public class ProxyPatternExample {public static void main(String[] args) {// 创建代理对象并检查访问权限Subject proxy = new Proxy("admin"); // 用户为 admin，访问权限允许proxy.request();System.out.println();Subject proxy2 = new Proxy("user"); // 用户为普通用户，访问权限被拒绝proxy2.request();}
}
代码解析：
- Subject：定义了
request()方法，RealSubject和Proxy都实现了该接口。 - RealSubject：实现了
Subject接口的具体业务逻辑，执行实际的请求处理。 - Proxy：是代理类，它控制对
RealSubject的访问，首先检查是否具有访问权限（在本例中是通过userRole字段来判断），如果允许访问，则代理请求转发给RealSubject；否则拒绝访问。 - 检查访问权限：
Proxy类中的checkAccess()方法根据用户角色来判断是否允许访问。如果角色是admin，则允许访问；否则拒绝访问。
输出：
Proxy: Access granted.
RealSubject: Handling requestProxy: Access denied.
在这个例子中，代理模式通过 Proxy 类来控制访问，只有用户角色为 admin 时才能访问 RealSubject。这种方式实现了对真实对象的访问控制和延迟加载。
6. 代理模式的应用场景
代理模式可以应用于以下场景：
-
延迟加载（虚拟代理）： 当对象的创建开销非常大，且客户端并不总是需要该对象时，可以使用虚拟代理延迟创建该对象。只有在客户端真正需要时，才创建真实对象。
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权限控制（保护代理）： 在某些系统中，可能希望对访问某些资源进行权限控制。通过代理模式，可以在请求到达真实对象之前，对请求进行权限检查。
-
缓存管理（缓存代理）： 如果某些对象的计算非常耗时或结果不会经常改变，可以使用缓存代理来缓存对象的计算结果。当再次请求时，直接从缓存中获取数据，避免重复计算。
-
远程代理： 远程代理可以让客户端像操作本地对象一样操作远程对象。例如，远程过程调用（RPC）就是通过代理模式实现的，客户端调用远程服务器上的方法时，代理对象会负责实际的远程调用。
-
日志记录（智能代理）： 通过代理模式，在对真实对象的操作前后可以插入日志记录、性能监控等功能，而不改变真实对象的代码。
7. 代理模式的优缺点
优点：
- 控制访问：代理模式可以用来控制对真实对象的访问，例如权限控制、延迟加载等。
- 增强功能：可以在代理对象中增加额外的功能，例如缓存、日志记录、安全验证等，而无需修改真实对象的代码。
- 降低耦合：客户端与真实对象的耦合度降低，客户端只与代理对象打交道，真实对象的变化不会直接影响到客户端。
缺点：
- 增加复杂性：引入代理类可能增加系统的复杂度，尤其是如果代理对象的数量过多时，会使得系统变得更加难以维护。
- 性能问题：代理模式引入了一个额外的对象，可能会导致一定的性能开销，尤其是在代理和真实对象交互频繁的情况下。
8. 总结
代理模式通过引入代理对象来控制对真实对象的访问，提供了更灵活的对象访问控制手段。它适用于延迟加载、权限控制、缓存等场景。通过代理，客户端可以与真实对象进行交互，而无需直接与真实对象打交道，从而降低了耦合度和系统的复杂性。在实际应用中，代理模式可以通过增强功能来提高系统的可扩展性和安全性。
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