Java设计模式之代理模式

概念和作用

代理模式是一种结构型设计模式，它允许为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。代理对象在客户端和目标对象之间起到中介作用，可以在目标对象执行某些操作前后添加额外的功能。

使用场景

1.访问控制：根据用户权限决定是否允许访问目标对象。

2.日志记录：在访问目标对象前后记录日志信息。

3.性能监控：测量目标对象方法的执行时间。

4.延迟加载：按需加载资源，避免过早占用内存。

举例

静态代理

静态代理在编译时就确定了代理类和目标类的关系。

// 目标接口
public interface ITeacher {
    void teach();
}

// 目标类
public class Teacher implements ITeacher {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("老师正在授课");
    }
}

// 代理类
public class TeacherProxy implements ITeacher {
    private Teacher teacher;

    public TeacherProxy(Teacher teacher) {
        this.teacher = teacher;
    }

    @Override
    public void teach() {
        // 前置操作
        System.out.println("开始上课前的准备工作");
        teacher.teach();
        // 后置操作
        System.out.println("课程结束，安排课后作业");
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher = new Teacher();
        TeacherProxy proxy = new TeacherProxy(teacher);
        proxy.teach();
    }
}

动态代理

动态代理在运行时动态生成代理类，更加灵活。

// 目标接口
public interface ITeacher {
    void teach();
}

// 目标类
public class Teacher implements ITeacher {
    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("老师正在授课");
    }
}

// 动态代理类
public class DynamicProxy implements InvocationHandler {
    private Object target;

    public DynamicProxy(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 前置操作
        System.out.println("开始上课前的准备工作");
        Object result = method.invoke(target, args);
        // 后置操作
        System.out.println("课程结束，安排课后作业");
        return result;
    }

    public Object getProxyInstance() {
        return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
                target.getClass().getInterfaces(), this);
    }
}

// 客户端代码
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Teacher teacher = new Teacher();
        DynamicProxy proxy = new DynamicProxy(teacher);
        ITeacher iTeacher = (ITeacher) proxy.getProxyInstance();
        iTeacher.teach();
    }
}

优点和缺点

优点

1.职责分离：将核心业务逻辑与附加功能分离，符合单一职责原则。

2.增强功能：可以在不修改目标对象代码的情况下增强其功能。

3.灵活扩展：动态代理可以在运行时为不同目标对象生成代理，具有很高的灵活性。

缺点

1.性能开销：代理模式会增加一定的性能开销，尤其是动态代理。

2.代码复杂度增加：需要额外编写代理类代码，增加了系统的复杂度。

不使用代理模式

如果不使用代理模式，我们可能需要直接在目标对象的方法中添加额外的功能，或者通过继承目标类并重写方法来实现。例如：

public class EnhancedTeacher extends Teacher {
    @Override
    public void teach() {
        // 前置操作
        System.out.println("开始上课前的准备工作");
        super.teach();
        // 后置操作
        System.out.println("课程结束，安排课后作业");
    }
}

这种方式虽然简单，但存在以下问题：

1.侵入性修改：需要修改目标类的代码或继承目标类，违反了开闭原则。

2.复用性差：如果多个目标类需要相同的附加功能，需要重复编写代码。

3.耦合度高：客户端直接依赖具体的增强类，不利于系统的扩展和维护。

综上所述，代理模式是一种非常实用的设计模式，在需要增强对象功能、控制对象访问等场景下具有广泛的应用价值。