代理模式

代理模式（Proxy Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。代理模式在许多场景下都非常有用，例如延迟加载、访问控制、日志记录等。

代理模式的组成部分

代理模式主要由三个部分组成：

抽象主题（Subject）：定义了真实主题和代理的共同接口，这样在任何使用真实主题的地方都可以使用代理。
真实主题（Real Subject）：定义了代理所代表的具体对象。
代理（Proxy）：持有对真实主题的引用，并负责在需要时创建或获取真实主题对象。代理可以控制对真实主题的访问，并可能在访问前后执行一些额外的操作。

代理模式的实现

代理模式可以通过多种方式实现，包括静态代理和动态代理。

静态代理

静态代理在编译时就已经确定代理类和真实主题类的关系。代理类通常是通过手动编写代码来实现的。

public interface Image {
    void display();
}

public class RealImage implements Image {
    private String filename;

    public RealImage(String filename) {
        this.filename = filename;
        loadImageFromDisk();
    }

    private void loadImageFromDisk() {
        // 从磁盘加载图片
    }

    @Override
    public void display() {
        // 显示图片
    }
}

public class ProxyImage implements Image {
    private RealImage realImage;
    private String filename;

    public ProxyImage(String filename) {
        this.filename = filename;
    }

    @Override
    public void display() {
        if (realImage == null) {
            realImage = new RealImage(filename);
        }
        realImage.display();
    }
}

动态代理

动态代理是在运行时动态创建的代理类。在Java中，可以通过java.lang.reflect.Proxy类和java.lang.reflect.InvocationHandler接口来实现动态代理。

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

public class ImageInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private Object realImage;

    public ImageInvocationHandler(Object realImage) {
        this.realImage = realImage;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        if (method.getName().equals("display")) {
            // 在调用真实主题的方法前后，可以执行一些额外的操作
        }
        return method.invoke(realImage, args);
    }
}

public class ProxyFactory {
    public static Object createProxy(Object realObject) {
        return Proxy.newProxyInstance(
            realObject.getClass().getClassLoader(),
            realObject.getClass().getInterfaces(),
            new ImageInvocationHandler(realObject)
        );
    }
}

代理模式的应用场景

代理模式在以下场景中非常有用：

远程代理：为一个位于不同地址空间的对象提供一个本地代理对象，以便本地客户可以访问远程对象。
虚拟代理：用于创建开销较大的对象，通过代理来控制对其创建和访问，例如延迟加载。
保护代理：控制对原始对象的访问，用于保护对象不被不恰当的使用。
智能引用代理：在访问对象时执行一些额外的操作，例如计数引用、确保对象在使用前已被初始化等。

总结

代理模式是一种非常有用的设计模式，它通过引入一个代理对象来控制对真实对象的访问，从而可以在不修改真实对象的情况下增加额外的功能。代理模式在许多场景下都非常有用，包括但不限于延迟加载、访问控制、日志记录等。