23種設計模式——代理模式（Proxy Pattern）詳解

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🥭本文內容：23種設計模式——代理模式（Proxy Pattern）
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一. 背景

二. 介紹

三. 核心概念

四. 實際應用示例

1. 圖片加載代理

2. 權限控制代理

3. 網絡請求代理

4. 緩存代理

五.?代理模式的類型

六. 代理模式的優勢

七. 注意事項

八. 總結

一. 背景

也行此時你還感覺不到代理模式是多么的好用，我慢慢幫你剖析吧！

不知道讀者對于Java的Spring AOP（方法粒度的面向切面編程）是否了解？其實代理模式可以類比成一種對象粒度的AOP。在我們在項目中創建一個對象的時候，如果還要添加類似于日志、判斷前置條件（如android中的用戶是否允許某種權限）、或者進行緩存判斷（類似Redis）的操作，如果這個時候如果都把代碼寫成一團，功能肯定也可以實現，但是代碼會顯得非常冗余，這個時候代理模式的優勢就體現出來了，讓我們一起來揭開它的面紗！

二. 介紹

代理模式（Proxy Pattern）是面向對象設計模式中的一種結構型模式。它為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。代理模式在客戶端和目標對象之間起到中介作用，可以在不改變目標對象的情況下，增加額外的功能操作（知道是結構型和可以添加功能就夠了~）。

三. 核心概念

在代理模式中，通常涉及三個角色：
抽象主題（Subject）：聲明了真實主題和代理主題的共同接口（方法功能提到接口）
真實主題（RealSubject）：定義了代理主題所代表的真實對象（原本要New的對象）
代理主題（Proxy）：保存一個引用使得代理可以訪問實體，并提供一個與Subject的接口相同的接口（完成延遲加載和添加日志等功能，后面使用對象的時候只要創建這個對象就夠了）

四. 實際應用示例

1. 圖片加載代理

在Android應用中，我們經常需要加載網絡圖片。為了提高性能，可以使用代理模式來實現圖片的延遲加載：

// 抽象接口
public interface Image {void display();
}// 真實主題 - 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("從磁盤加載圖片: " + filename);// 模擬耗時操作try {Thread.sleep(2000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void display() {System.out.println("顯示圖片: " + filename);}
}// 代理主題 - 圖片代理
public class ImageProxy implements Image {private RealImage realImage;private String filename;public ImageProxy(String filename) {this.filename = filename;}@Overridepublic void display() {if (realImage == null) {realImage = new RealImage(filename);}realImage.display();}
}// 使用示例
public class MainActivity {public void onCreate() {// 創建代理對象，不會立即加載圖片Image image = new ImageProxy("photo.jpg");// 只有在需要顯示時才真正加載圖片image.display(); // 此時才加載并顯示圖片}
}

這種方式可以有效減少內存使用，只有在真正需要顯示圖片時才加載，提高了應用性能。

2. 權限控制代理

在Android應用中，某些功能需要特定權限才能訪問，可以使用代理模式進行權限檢查：

// 抽象接口
public interface Camera {void takePhoto();void recordVideo();
}// 真實主題 - 相機功能實現
public class RealCamera implements Camera {@Overridepublic void takePhoto() {System.out.println("拍照成功");}@Overridepublic void recordVideo() {System.out.println("開始錄像");}
}// 代理主題 - 帶權限檢查的相機代理
public class CameraPermissionProxy implements Camera {private RealCamera realCamera;private Context context;public CameraPermissionProxy(Context context) {this.context = context;}@Overridepublic void takePhoto() {if (checkCameraPermission()) {if (realCamera == null) {realCamera = new RealCamera();}realCamera.takePhoto();} else {System.out.println("沒有相機權限，無法拍照");}}@Overridepublic void recordVideo() {if (checkCameraPermission()) {if (realCamera == null) {realCamera = new RealCamera();}realCamera.recordVideo();} else {System.out.println("沒有相機權限，無法錄像");}}private boolean checkCameraPermission() {// 檢查相機權限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(); // 自動檢查權限}
}

3. 網絡請求代理

在網絡請求中，可以使用代理模式添加日志、緩存等功能：

// 抽象接口
public interface HttpClient {String get(String url);String post(String url, String data);
}// 真實主題 - 真實的HTTP客戶端
public class RealHttpClient implements HttpClient {@Overridepublic String get(String url) {// 模擬網絡請求System.out.println("發送GET請求到: " + url);return "Response from " + url;}@Overridepublic String post(String url, String data) {System.out.println("發送POST請求到: " + url + " 數據: " + data);return "Response from " + url;}
}// 代理主題 - 帶日志功能的HTTP客戶端代理
public class LoggingHttpClientProxy implements HttpClient {private RealHttpClient realHttpClient;private boolean enableLogging;public LoggingHttpClientProxy(boolean enableLogging) {this.enableLogging = enableLogging;}@Overridepublic String get(String url) {long startTime = System.currentTimeMillis();if (realHttpClient == null) {realHttpClient = new RealHttpClient();}if (enableLogging) {System.out.println("開始GET請求: " + url);}String result = realHttpClient.get(url);if (enableLogging) {long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("GET請求完成，耗時: " + (endTime - startTime) + "ms");}return result;}@Overridepublic String post(String url, String data) {long startTime = System.currentTimeMillis();if (realHttpClient == null) {realHttpClient = new RealHttpClient();}if (enableLogging) {System.out.println("開始POST請求: " + url);}String result = realHttpClient.post(url, data);if (enableLogging) {long endTime = System.currentTimeMillis();System.out.println("POST請求完成，耗時: " + (endTime - startTime) + "ms");}return result;}
}// 使用示例
public class NetworkManager {private HttpClient httpClient;public NetworkManager() {// 開發環境啟用日志boolean isDebug = true;httpClient = new LoggingHttpClientProxy(isDebug);}public void fetchData() {String result = httpClient.get("https://api.example.com/data");System.out.println("獲取到數據: " + result);}
}

4. 緩存代理

在數據訪問中，代理模式可以用來實現緩存機制：

// 抽象接口
public interface DataService {String getData(String key);
}// 真實主題 - 真實的數據服務
public class RealDataService implements DataService {@Overridepublic String getData(String key) {// 模擬從數據庫或網絡獲取數據System.out.println("從數據庫獲取數據，鍵: " + key);try {Thread.sleep(1000); // 模擬耗時操作} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return "Data for " + key;}
}// 代理主題 - 帶緩存功能的數據服務代理
public class CachedDataServiceProxy implements DataService {private RealDataService realDataService;private Map<String, String> cache = new HashMap<>();@Overridepublic String getData(String key) {// 先檢查緩存if (cache.containsKey(key)) {System.out.println("從緩存獲取數據，鍵: " + key);return cache.get(key);}// 緩存未命中，從真實服務獲取if (realDataService == null) {realDataService = new RealDataService();}String data = realDataService.getData(key);cache.put(key, data); // 存入緩存System.out.println("數據已緩存，鍵: " + key);return data;}public void clearCache() {cache.clear();System.out.println("緩存已清空");}
}// 使用示例
public class DataRepository {private DataService dataService = new CachedDataServiceProxy();public void displayData(String key) {// 第一次調用String data1 = dataService.getData(key);System.out.println("第一次獲取: " + data1);// 第二次調用（從緩存獲取）String data2 = dataService.getData(key);System.out.println("第二次獲取: " + data2);}
}

五.?代理模式的類型

代理模式還可以根據作用，分為下面幾種類型：

遠程代理（Remote Proxy）：為一個位于不同地址空間的對象提供本地代表。

虛擬代理（Virtual Proxy）：根據需要創建開銷很大的對象。

保護代理（Protection Proxy）：控制對原始對象的訪問，常用于對象應該有不同的訪問權限時。

智能引用（Smart Reference）：取代簡單的指針，在訪問對象時執行一些附加操作。

六. 代理模式的優勢

延遲加載：虛擬代理可以實現對象的延遲初始化，節省系統資源
權限控制：保護代理可以在訪問真實對象前進行權限檢查
功能增強：可以在不修改原始類的情況下添加額外功能（如日志、緩存等）
遠程訪問：遠程代理可以隱藏網絡通信的復雜性
對象訪問控制：可以控制對昂貴資源的訪問

七. 注意事項

性能開銷：代理模式會增加系統的復雜性和可能的性能開銷
代碼復雜性：引入代理會增加類的數量，使系統更加復雜
調試困難：代理模式可能使調試變得更加困難
合理使用：不是所有場景都需要代理，應根據實際需求選擇

八. 總結

代理模式是開發中非常實用的設計模式，它可以在不改變原有代碼結構的情況下，為對象提供額外的功能。通過合理使用代理模式，我們可以實現延遲加載、權限控制、日志記錄、緩存等功能，提高應用的性能和用戶體驗。
在實際開發中，我們可以根據具體需求選擇合適的代理類型，如虛擬代理用于延遲加載，保護代理用于權限控制，智能引用代理用于添加額外功能等。正確使用代理模式可以讓我們的代碼更加優雅、高效和易于維護！

最后，

? ? ? ? 其它設計模式會陸續更新，希望文章對你有所幫助！