代理模式：控制對象訪問的守門員🔐，優雅實現功能增強與訪問控制！

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前言：為什么需要代理？🤔

各位寶子們，今天我們來聊一個設計模式界的"守門員"——代理模式！😎 還在為如何控制對象訪問而頭疼嗎？還在為如何在不修改原有代碼的情況下增加功能而煩惱嗎？代理模式來拯救你啦！

代理模式是設計模式家族中的"訪問控制專家"，它能幫我們優雅地控制對對象的訪問，同時還能在不修改原有代碼的情況下增加新功能。今天就帶大家徹底搞懂這個"看似簡單，實則強大"的設計模式！💯

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一、代理模式：訪問控制的專家 🛡?

1.1 什么是代理模式？

代理模式（Proxy Pattern）是一種結構型設計模式，它允許通過創建一個代理對象來控制對其他對象的訪問。就像現實生活中的經紀人、律師一樣，代理對象充當了客戶與目標對象之間的中介，客戶不直接與目標對象交互，而是通過代理對象間接交互！🤝

1.2 為什么需要代理模式？

想象一下這些場景：

• 需要控制對敏感對象的訪問權限
• 需要在訪問對象時執行額外的操作（如日志記錄、性能監控）
• 需要延遲加載大型資源對象
• 需要在遠程服務器上執行操作
• 需要為對象添加功能，但不想修改原有代碼

這些場景有什么共同點？它們都涉及到對對象訪問的控制和增強。代理模式就是為這些場景量身定制的！🚀

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二、代理模式的結構：中間人的藝術 🎭

代理模式包含以下幾個角色：

• 抽象主題（Subject）：定義了代理對象和真實對象的共同接口，這樣就可以在任何使用真實對象的地方使用代理對象
• 真實主題（Real Subject）：定義了代理對象所代表的真實對象，是最終要引用的對象
• 代理（Proxy）：保存一個引用使得代理可以訪問實體，并提供一個與Subject接口相同的接口，這樣代理就可以用來替代實體

// 抽象主題
public interface Subject {void request();
}// 真實主題
public class RealSubject implements Subject {@Overridepublic void request() {System.out.println("真實主題處理請求");}
}// 代理
public class Proxy implements Subject {private RealSubject realSubject;public Proxy() {this.realSubject = new RealSubject();}@Overridepublic void request() {// 前置處理preRequest();// 調用真實主題的方法realSubject.request();// 后置處理postRequest();}private void preRequest() {System.out.println("代理前置處理");}private void postRequest() {System.out.println("代理后置處理");}
}// 客戶端代碼
Subject proxy = new Proxy();
proxy.request();
// 輸出：
// 代理前置處理
// 真實主題處理請求
// 代理后置處理

看到了嗎？通過代理對象，我們可以在調用真實對象的方法前后添加自己的處理邏輯，而客戶端對此一無所知！這就是代理模式的魅力所在！🎩?

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三、代理模式的三種類型：靜態代理、動態代理與CGLIB代理 🔄

3.1 靜態代理：編譯時確定的代理

靜態代理是最基礎的代理模式，代理類在編譯時就已經確定。上面的例子就是一個典型的靜態代理。

優點：

• 實現簡單，容易理解
• 可以在不修改目標對象的前提下擴展目標對象的功能

缺點：

• 代理類和真實主題類都實現了相同的接口，會產生很多代理類
• 接口增加方法時，代理類和真實主題類都要維護

3.2 動態代理：運行時生成的代理

Java的動態代理是通過反射機制在運行時動態生成代理類的代理方式。

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;// 抽象主題
public interface Subject {void request();
}// 真實主題
public class RealSubject implements Subject {@Overridepublic void request() {System.out.println("真實主題處理請求");}
}// 動態代理處理器
public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {private Object target; // 真實主題public DynamicProxyHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 前置處理System.out.println("動態代理前置處理: " + method.getName());// 調用真實主題的方法Object result = method.invoke(target, args);// 后置處理System.out.println("動態代理后置處理: " + method.getName());return result;}
}// 客戶端代碼
Subject realSubject = new RealSubject();
InvocationHandler handler = new DynamicProxyHandler(realSubject);// 創建動態代理
Subject proxy = (Subject) Proxy.newProxyInstance(realSubject.getClass().getClassLoader(),realSubject.getClass().getInterfaces(),handler
);proxy.request();
// 輸出：
// 動態代理前置處理: request
// 真實主題處理請求
// 動態代理后置處理: request

優點：

• 可以代理多個類，只需要一個代理處理器
• 可以在運行時動態地創建代理，無需手動編寫代理類

缺點：

• 只能代理實現了接口的類
• 反射調用方法比直接調用方法性能差

3.3 CGLIB代理：基于繼承的代理

CGLIB（Code Generation Library）是一個強大的高性能代碼生成庫，可以在運行時擴展Java類并實現接口。CGLIB通過生成目標類的子類來實現代理。

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;import java.lang.reflect.Method;// 真實主題（不需要實現接口）
public class RealSubject {public void request() {System.out.println("真實主題處理請求");}
}// CGLIB代理攔截器
public class CglibProxyInterceptor implements MethodInterceptor {@Overridepublic Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {// 前置處理System.out.println("CGLIB代理前置處理: " + method.getName());// 調用真實主題的方法Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);// 后置處理System.out.println("CGLIB代理后置處理: " + method.getName());return result;}
}// 客戶端代碼
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(RealSubject.class);
enhancer.setCallback(new CglibProxyInterceptor());// 創建CGLIB代理
RealSubject proxy = (RealSubject) enhancer.create();proxy.request();
// 輸出：
// CGLIB代理前置處理: request
// 真實主題處理請求
// CGLIB代理后置處理: request

優點：

• 可以代理沒有實現接口的類
• 性能比JDK動態代理更好

缺點：

• 不能代理final類和final方法
• 需要引入第三方庫

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四、代理模式實戰：實際應用案例 💼

4.1 圖片延遲加載

想象一個圖片查看器應用，加載高清圖片可能需要很長時間。我們可以使用代理模式來實現圖片的延遲加載，只有當真正需要顯示圖片時才加載圖片數據。

// 圖片接口
public interface Image {void display();
}// 真實圖片
public class RealImage implements Image {private String filename;public RealImage(String filename) {this.filename = filename;loadFromDisk();}private void loadFromDisk() {System.out.println("加載圖片: " + filename);}@Overridepublic void display() {System.out.println("顯示圖片: " + filename);}
}// 代理圖片
public class ProxyImage implements Image {private RealImage realImage;private String filename;public ProxyImage(String filename) {this.filename = filename;}@Overridepublic void display() {if (realImage == null) {realImage = new RealImage(filename);}realImage.display();}
}// 客戶端代碼
Image image = new ProxyImage("高清圖片.jpg");// 圖片未加載
System.out.println("圖片未加載");// 圖片加載并顯示
image.display();// 再次顯示圖片（不會重新加載）
image.display();

這個例子展示了代理模式如何實現延遲加載，只有在真正需要時才創建昂貴的對象，提高了系統性能！🚀

4.2 權限控制

代理模式可以用來實現權限控制，只有具有特定權限的用戶才能訪問某些資源。

// 文檔接口
public interface Document {void read();void write();
}// 真實文檔
public class RealDocument implements Document {private String name;public RealDocument(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void read() {System.out.println("讀取文檔: " + name);}@Overridepublic void write() {System.out.println("寫入文檔: " + name);}
}// 權限控制代理
public class ProtectionProxy implements Document {private RealDocument realDocument;private String userRole;public ProtectionProxy(String documentName, String userRole) {this.realDocument = new RealDocument(documentName);this.userRole = userRole;}@Overridepublic void read() {// 所有用戶都可以讀取文檔realDocument.read();}@Overridepublic void write() {// 只有管理員可以寫入文檔if ("admin".equals(userRole)) {realDocument.write();} else {System.out.println("權限不足，無法寫入文檔");}}
}// 客戶端代碼
Document adminDocument = new ProtectionProxy("敏感文件.txt", "admin");
adminDocument.read();  // 可以讀取
adminDocument.write(); // 可以寫入Document userDocument = new ProtectionProxy("敏感文件.txt", "user");
userDocument.read();  // 可以讀取
userDocument.write(); // 權限不足，無法寫入

這個例子展示了代理模式如何實現權限控制，保護敏感資源不被未授權的用戶訪問！🔒

4.3 遠程代理

遠程代理可以隱藏遠程對象的復雜性，使客戶端感覺像是在調用本地對象。

// 服務接口
public interface Service {String performAction(String data);
}// 遠程服務實現
public class RemoteService implements Service {@Overridepublic String performAction(String data) {return "處理數據: " + data;}
}// 遠程代理
public class RemoteProxy implements Service {private Service remoteService;public RemoteProxy() {// 在實際應用中，這里會通過網絡連接到遠程服務// 這里簡化為直接創建遠程服務對象this.remoteService = new RemoteService();}@Overridepublic String performAction(String data) {System.out.println("遠程代理: 準備發送數據到遠程服務");// 在實際應用中，這里會通過網絡調用遠程服務String result = remoteService.performAction(data);System.out.println("遠程代理: 接收到遠程服務的響應");return result;}
}// 客戶端代碼
Service service = new RemoteProxy();
String result = service.performAction("測試數據");
System.out.println("結果: " + result);

這個例子展示了遠程代理如何隱藏遠程調用的復雜性，使客戶端感覺像是在調用本地對象！🌐

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五、代理模式在Java標準庫中的應用 📚

5.1 Java動態代理

Java的java.lang.reflect.Proxy類提供了創建動態代理的功能，這是Java標準庫中代理模式的直接應用。

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;// 創建動態代理的工廠方法
public static <T> T createProxy(T target, Class<?>... interfaces) {return (T) Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),interfaces,new InvocationHandler() {@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("調用方法: " + method.getName());return method.invoke(target, args);}});
}

5.2 Spring AOP

Spring的面向切面編程（AOP）就是基于代理模式實現的。Spring AOP使用JDK動態代理或CGLIB來創建目標對象的代理，從而實現方法攔截和橫切關注點的模塊化。

// Spring AOP配置示例
@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy
public class AppConfig {@Beanpublic MyAspect myAspect() {return new MyAspect();}
}// 切面定義
@Aspect
public class MyAspect {@Before("execution(* com.example.service.*.*(..))") // 切點表達式public void before(JoinPoint joinPoint) {System.out.println("前置通知: " + joinPoint.getSignature().getName());}
}

5.3 JDBC連接池

JDBC連接池（如Apache DBCP、HikariCP等）使用代理模式來包裝數據庫連接，以便在連接關閉時將其返回到池中，而不是真正關閉。

// 簡化的JDBC連接池代理示例
public class ConnectionProxy implements Connection {private Connection realConnection;private ConnectionPool pool;public ConnectionProxy(Connection realConnection, ConnectionPool pool) {this.realConnection = realConnection;this.pool = pool;}@Overridepublic void close() throws SQLException {// 不真正關閉連接，而是將其返回到連接池pool.releaseConnection(this);}// 其他Connection方法的代理實現// ...
}

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六、代理模式的優缺點與適用場景 ??

6.1 優點

• 職責清晰：真實主題就是實現實際的業務邏輯，不用關心其他非本職責的事務
• 高擴展性：在不修改目標對象的前提下，可以通過代理對象擴展目標對象的功能
• 智能化：代理類可以在調用目標方法前后做一些額外工作，如權限控制、日志記錄等

6.2 缺點

• 增加復雜度：引入代理模式會增加系統的復雜度
• 請求處理速度可能變慢：因為代理對象會對請求進行一些處理，可能會導致請求處理速度變慢
• 實現復雜：某些代理模式的實現（如動態代理）可能比較復雜

6.3 適用場景

• 遠程代理：為遠程對象提供本地代表
• 虛擬代理：延遲加載大型資源對象
• 保護代理：控制對敏感對象的訪問
• 智能引用：在訪問對象時執行額外操作
• 緩存代理：為開銷大的運算結果提供臨時存儲

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七、代理模式與其他模式的對比 🔄

7.1 代理模式 vs 裝飾器模式

• 代理模式：關注的是控制對對象的訪問，可能不會添加新功能
• 裝飾器模式：關注的是動態地給對象添加新功能，不改變其接口

7.2 代理模式 vs 適配器模式

• 代理模式：提供相同的接口，控制對對象的訪問
• 適配器模式：提供不同的接口，使不兼容的接口可以一起工作

7.3 代理模式 vs 外觀模式

• 代理模式：代理與真實對象實現相同的接口，一般只代理一個對象
• 外觀模式：為子系統提供一個簡化的接口，通常涉及多個對象

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八、代理模式的最佳實踐 🌟

1. 選擇合適的代理類型：根據需求選擇靜態代理、動態代理或CGLIB代理
2. 保持接口的一致性：代理對象應該與真實對象實現相同的接口
3. 注意性能影響：代理可能會影響性能，特別是在頻繁調用的場景下
4. 避免過度代理：不要創建代理的代理的代理…
5. 考慮線程安全：在多線程環境下，確保代理的線程安全性

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總結：代理模式，訪問控制的優雅之道 🎯

代理模式是一種非常實用的設計模式，它讓我們可以在不修改原有代碼的情況下，控制對對象的訪問，同時還能增加新功能。它在Java生態系統中應用廣泛，從JDK的動態代理到Spring的AOP，再到各種連接池的實現，都能看到代理模式的身影。

在實際開發中，當你需要控制對對象的訪問，或者在不修改原有代碼的情況下增加新功能時，代理模式是一個非常好的選擇！記住，好的設計模式就像好的工具一樣，用在對的地方才能發揮最大的作用！🌈

下次當你想要控制對對象的訪問時，先問問自己：“我是應該直接訪問對象呢，還是應該使用代理模式呢？” 如果你需要在訪問對象時執行額外的操作，那么代理模式可能是更好的選擇！💪

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希望這篇文章對你理解代理模式有所幫助！如果有任何問題，歡迎在評論區留言討論！👇