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Java设计模式之代理模式详解
一、代理模式核心思想
核心目标：为其他对象提供代理以控制访问，在不修改原始对象的基础上增强功能。如同明星经纪人，控制外界与目标对象的交互过程。
二、代理模式类图（Mermaid）
1. 静态代理
2. JDK动态代理
三、三种代理类型对比
| 代理类型 | 实现方式 | 特点 |
|---|---|---|
| 静态代理 | 手动编写代理类 | 简单直观，但类文件数量多 |
| JDK动态代理 | 反射+接口代理 | 无需手动编码，但需实现接口 |
| CGLIB代理 | 字节码增强（继承方式） | 可代理无接口类，final类除外 |
四、代码实现示例
1. 静态代理示例（数据库查询场景）
// 抽象主题
interface DatabaseQuery {String query(String sql);
}// 真实主题
class RealDatabaseQuery implements DatabaseQuery {public String query(String sql) {// 实际数据库操作return "Result of: " + sql;}
}// 代理类
class DatabaseQueryProxy implements DatabaseQuery {private RealDatabaseQuery realQuery = new RealDatabaseQuery();public String query(String sql) {checkAccess();String result = realQuery.query(sql);logQuery(sql);return result;}private void checkAccess() {System.out.println("校验访问权限...");}private void logQuery(String sql) {System.out.println("记录查询日志: " + sql);}
}// 客户端调用
DatabaseQuery query = new DatabaseQueryProxy();
System.out.println(query.query("SELECT * FROM users"));
2. JDK动态代理示例（性能监控场景）
// 抽象主题
interface UserService {void addUser(String name);
}// 真实主题
class UserServiceImpl implements UserService {public void addUser(String name) {System.out.println("添加用户: " + name);}
}// InvocationHandler实现
class PerformanceHandler implements InvocationHandler {private Object target;public PerformanceHandler(Object target) {this.target = target;}public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {long start = System.currentTimeMillis();Object result = method.invoke(target, args);long duration = System.currentTimeMillis() - start;System.out.println(method.getName() + "方法耗时: " + duration + "ms");return result;}
}// 客户端调用
UserService realService = new UserServiceImpl();
UserService proxy = (UserService) Proxy.newProxyInstance(UserService.class.getClassLoader(),new Class[]{UserService.class},new PerformanceHandler(realService)
);proxy.addUser("张三"); // 输出执行耗时
五、模式优缺点分析
✅ 优势
- 职责清晰：代理类专注控制逻辑，真实类专注业务
- 扩展性强：无侵入式增强功能（日志、权限、缓存等）
- 保护目标对象：限制直接访问敏感操作
❌ 缺点
- 系统复杂度增加：引入额外代理层
- 性能损耗：动态代理基于反射，执行效率略低
六、典型应用场景
- 远程代理：RMI（远程方法调用）
- 虚拟代理：延迟加载大文件/图片
- 保护代理：权限控制（如Spring Security）
- 缓存代理：缓存请求结果（如MyBatis缓存）
- AOP实现：Spring的事务管理/@Async异步处理
七、Mermaid序列图（动态代理流程）
八、代理模式 vs 其他模式
| 对比模式 | 核心区别 |
|---|---|
| 装饰器模式 | 增强对象功能，保持接口一致性 |
| 适配器模式 | 改变对象接口 |
| 外观模式 | 简化复杂子系统接口 |
九、Spring框架中的代理应用
Spring AOP代理机制
classDiagramclass UserServiceImpl {+addUser()}class ProxyFactoryBean {-target-interceptorNames}class MethodInterceptor {<<interface>>+invoke()}UserServiceImpl --> ProxyFactoryBean : 目标对象ProxyFactoryBean --> MethodInterceptor : 增强逻辑note for ProxyFactoryBean "默认JDK动态代理\n若无接口使用CGLIB"
十、常见问题解答
Q1：动态代理性能如何优化？
- 缓存代理对象：避免重复创建
- 使用CGLIB的FastClass机制：减少反射调用
- 关闭调试信息：
System.setProperty(DebuggingClassWriter.DEBUG_LOCATION_PROPERTY, "")
Q2：如何强制使用CGLIB代理？
Spring配置方式：
@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy(proxyTargetClass = true)
public class AppConfig {}
Q3：代理模式如何实现懒加载？
class LazyInitProxy implements ImageLoader {private RealImageLoader realLoader;public void load(String path) {if (realLoader == null) {realLoader = new RealImageLoader(); // 延迟初始化}realLoader.load(path);}
}