代理模式：控制对象访问的守门员🔐，优雅实现功能增强与访问控制！

---

---

前言：为什么需要代理？🤔

各位宝子们，今天我们来聊一个设计模式界的"守门员"——代理模式！😎 还在为如何控制对象访问而头疼吗？还在为如何在不修改原有代码的情况下增加功能而烦恼吗？代理模式来拯救你啦！

代理模式是设计模式家族中的"访问控制专家"，它能帮我们优雅地控制对对象的访问，同时还能在不修改原有代码的情况下增加新功能。今天就带大家彻底搞懂这个"看似简单，实则强大"的设计模式！💯

---

一、代理模式：访问控制的专家 🛡️

1.1 什么是代理模式？

代理模式（Proxy Pattern）是一种结构型设计模式，它允许通过创建一个代理对象来控制对其他对象的访问。就像现实生活中的经纪人、律师一样，代理对象充当了客户与目标对象之间的中介，客户不直接与目标对象交互，而是通过代理对象间接交互！🤝

1.2 为什么需要代理模式？

想象一下这些场景：

• 需要控制对敏感对象的访问权限
• 需要在访问对象时执行额外的操作（如日志记录、性能监控）
• 需要延迟加载大型资源对象
• 需要在远程服务器上执行操作
• 需要为对象添加功能，但不想修改原有代码

这些场景有什么共同点？它们都涉及到对对象访问的控制和增强。代理模式就是为这些场景量身定制的！🚀

---

二、代理模式的结构：中间人的艺术 🎭

代理模式包含以下几个角色：

• 抽象主题（Subject）：定义了代理对象和真实对象的共同接口，这样就可以在任何使用真实对象的地方使用代理对象
• 真实主题（Real Subject）：定义了代理对象所代表的真实对象，是最终要引用的对象
• 代理（Proxy）：保存一个引用使得代理可以访问实体，并提供一个与Subject接口相同的接口，这样代理就可以用来替代实体

// 抽象主题
public interface Subject {void request();
}// 真实主题
public class RealSubject implements Subject {@Overridepublic void request() {System.out.println("真实主题处理请求");}
}// 代理
public class Proxy implements Subject {private RealSubject realSubject;public Proxy() {this.realSubject = new RealSubject();}@Overridepublic void request() {// 前置处理preRequest();// 调用真实主题的方法realSubject.request();// 后置处理postRequest();}private void preRequest() {System.out.println("代理前置处理");}private void postRequest() {System.out.println("代理后置处理");}
}// 客户端代码
Subject proxy = new Proxy();
proxy.request();
// 输出：
// 代理前置处理
// 真实主题处理请求
// 代理后置处理

看到了吗？通过代理对象，我们可以在调用真实对象的方法前后添加自己的处理逻辑，而客户端对此一无所知！这就是代理模式的魅力所在！🎩✨

---

三、代理模式的三种类型：静态代理、动态代理与CGLIB代理 🔄

3.1 静态代理：编译时确定的代理

静态代理是最基础的代理模式，代理类在编译时就已经确定。上面的例子就是一个典型的静态代理。

优点：

• 实现简单，容易理解
• 可以在不修改目标对象的前提下扩展目标对象的功能

缺点：

• 代理类和真实主题类都实现了相同的接口，会产生很多代理类
• 接口增加方法时，代理类和真实主题类都要维护

3.2 动态代理：运行时生成的代理

Java的动态代理是通过反射机制在运行时动态生成代理类的代理方式。

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;// 抽象主题
public interface Subject {void request();
}// 真实主题
public class RealSubject implements Subject {@Overridepublic void request() {System.out.println("真实主题处理请求");}
}// 动态代理处理器
public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {private Object target; // 真实主题public DynamicProxyHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 前置处理System.out.println("动态代理前置处理: " + method.getName());// 调用真实主题的方法Object result = method.invoke(target, args);// 后置处理System.out.println("动态代理后置处理: " + method.getName());return result;}
}// 客户端代码
Subject realSubject = new RealSubject();
InvocationHandler handler = new DynamicProxyHandler(realSubject);// 创建动态代理
Subject proxy = (Subject) Proxy.newProxyInstance(realSubject.getClass().getClassLoader(),realSubject.getClass().getInterfaces(),handler
);proxy.request();
// 输出：
// 动态代理前置处理: request
// 真实主题处理请求
// 动态代理后置处理: request

优点：

• 可以代理多个类，只需要一个代理处理器
• 可以在运行时动态地创建代理，无需手动编写代理类

缺点：

• 只能代理实现了接口的类
• 反射调用方法比直接调用方法性能差

3.3 CGLIB代理：基于继承的代理

CGLIB（Code Generation Library）是一个强大的高性能代码生成库，可以在运行时扩展Java类并实现接口。CGLIB通过生成目标类的子类来实现代理。

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;import java.lang.reflect.Method;// 真实主题（不需要实现接口）
public class RealSubject {public void request() {System.out.println("真实主题处理请求");}
}// CGLIB代理拦截器
public class CglibProxyInterceptor implements MethodInterceptor {@Overridepublic Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {// 前置处理System.out.println("CGLIB代理前置处理: " + method.getName());// 调用真实主题的方法Object result = proxy.invokeSuper(obj, args);// 后置处理System.out.println("CGLIB代理后置处理: " + method.getName());return result;}
}// 客户端代码
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(RealSubject.class);
enhancer.setCallback(new CglibProxyInterceptor());// 创建CGLIB代理
RealSubject proxy = (RealSubject) enhancer.create();proxy.request();
// 输出：
// CGLIB代理前置处理: request
// 真实主题处理请求
// CGLIB代理后置处理: request

优点：

• 可以代理没有实现接口的类
• 性能比JDK动态代理更好

缺点：

• 不能代理final类和final方法
• 需要引入第三方库

---

四、代理模式实战：实际应用案例 💼

4.1 图片延迟加载

想象一个图片查看器应用，加载高清图片可能需要很长时间。我们可以使用代理模式来实现图片的延迟加载，只有当真正需要显示图片时才加载图片数据。

// 图片接口
public interface Image {void display();
}// 真实图片
public class RealImage implements Image {private String filename;public RealImage(String filename) {this.filename = filename;loadFromDisk();}private void loadFromDisk() {System.out.println("加载图片: " + filename);}@Overridepublic void display() {System.out.println("显示图片: " + filename);}
}// 代理图片
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();}
}// 客户端代码
Image image = new ProxyImage("高清图片.jpg");// 图片未加载
System.out.println("图片未加载");// 图片加载并显示
image.display();// 再次显示图片（不会重新加载）
image.display();

这个例子展示了代理模式如何实现延迟加载，只有在真正需要时才创建昂贵的对象，提高了系统性能！🚀

4.2 权限控制

代理模式可以用来实现权限控制，只有具有特定权限的用户才能访问某些资源。

// 文档接口
public interface Document {void read();void write();
}// 真实文档
public class RealDocument implements Document {private String name;public RealDocument(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void read() {System.out.println("读取文档: " + name);}@Overridepublic void write() {System.out.println("写入文档: " + name);}
}// 权限控制代理
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() {// 所有用户都可以读取文档realDocument.read();}@Overridepublic void write() {// 只有管理员可以写入文档if ("admin".equals(userRole)) {realDocument.write();} else {System.out.println("权限不足，无法写入文档");}}
}// 客户端代码
Document adminDocument = new ProtectionProxy("敏感文件.txt", "admin");
adminDocument.read();  // 可以读取
adminDocument.write(); // 可以写入Document userDocument = new ProtectionProxy("敏感文件.txt", "user");
userDocument.read();  // 可以读取
userDocument.write(); // 权限不足，无法写入

这个例子展示了代理模式如何实现权限控制，保护敏感资源不被未授权的用户访问！🔒

4.3 远程代理

远程代理可以隐藏远程对象的复杂性，使客户端感觉像是在调用本地对象。

// 服务接口
public interface Service {String performAction(String data);
}// 远程服务实现
public class RemoteService implements Service {@Overridepublic String performAction(String data) {return "处理数据: " + data;}
}// 远程代理
public class RemoteProxy implements Service {private Service remoteService;public RemoteProxy() {// 在实际应用中，这里会通过网络连接到远程服务// 这里简化为直接创建远程服务对象this.remoteService = new RemoteService();}@Overridepublic String performAction(String data) {System.out.println("远程代理: 准备发送数据到远程服务");// 在实际应用中，这里会通过网络调用远程服务String result = remoteService.performAction(data);System.out.println("远程代理: 接收到远程服务的响应");return result;}
}// 客户端代码
Service service = new RemoteProxy();
String result = service.performAction("测试数据");
System.out.println("结果: " + result);

这个例子展示了远程代理如何隐藏远程调用的复杂性，使客户端感觉像是在调用本地对象！🌐

---

五、代理模式在Java标准库中的应用 📚

5.1 Java动态代理

Java的java.lang.reflect.Proxy类提供了创建动态代理的功能，这是Java标准库中代理模式的直接应用。

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;// 创建动态代理的工厂方法
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("调用方法: " + method.getName());return method.invoke(target, args);}});
}

5.2 Spring AOP

Spring的面向切面编程（AOP）就是基于代理模式实现的。Spring AOP使用JDK动态代理或CGLIB来创建目标对象的代理，从而实现方法拦截和横切关注点的模块化。

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

5.3 JDBC连接池

JDBC连接池（如Apache DBCP、HikariCP等）使用代理模式来包装数据库连接，以便在连接关闭时将其返回到池中，而不是真正关闭。

// 简化的JDBC连接池代理示例
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 {// 不真正关闭连接，而是将其返回到连接池pool.releaseConnection(this);}// 其他Connection方法的代理实现// ...
}

---

六、代理模式的优缺点与适用场景 ⚖️

6.1 优点

• 职责清晰：真实主题就是实现实际的业务逻辑，不用关心其他非本职责的事务
• 高扩展性：在不修改目标对象的前提下，可以通过代理对象扩展目标对象的功能
• 智能化：代理类可以在调用目标方法前后做一些额外工作，如权限控制、日志记录等

6.2 缺点

• 增加复杂度：引入代理模式会增加系统的复杂度
• 请求处理速度可能变慢：因为代理对象会对请求进行一些处理，可能会导致请求处理速度变慢
• 实现复杂：某些代理模式的实现（如动态代理）可能比较复杂

6.3 适用场景

• 远程代理：为远程对象提供本地代表
• 虚拟代理：延迟加载大型资源对象
• 保护代理：控制对敏感对象的访问
• 智能引用：在访问对象时执行额外操作
• 缓存代理：为开销大的运算结果提供临时存储

---

七、代理模式与其他模式的对比 🔄

7.1 代理模式 vs 装饰器模式

• 代理模式：关注的是控制对对象的访问，可能不会添加新功能
• 装饰器模式：关注的是动态地给对象添加新功能，不改变其接口

7.2 代理模式 vs 适配器模式

• 代理模式：提供相同的接口，控制对对象的访问
• 适配器模式：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 外观模式

• 代理模式：代理与真实对象实现相同的接口，一般只代理一个对象
• 外观模式：为子系统提供一个简化的接口，通常涉及多个对象

---

八、代理模式的最佳实践 🌟

1. 选择合适的代理类型：根据需求选择静态代理、动态代理或CGLIB代理
2. 保持接口的一致性：代理对象应该与真实对象实现相同的接口
3. 注意性能影响：代理可能会影响性能，特别是在频繁调用的场景下
4. 避免过度代理：不要创建代理的代理的代理…
5. 考虑线程安全：在多线程环境下，确保代理的线程安全性

---

总结：代理模式，访问控制的优雅之道 🎯

代理模式是一种非常实用的设计模式，它让我们可以在不修改原有代码的情况下，控制对对象的访问，同时还能增加新功能。它在Java生态系统中应用广泛，从JDK的动态代理到Spring的AOP，再到各种连接池的实现，都能看到代理模式的身影。

在实际开发中，当你需要控制对对象的访问，或者在不修改原有代码的情况下增加新功能时，代理模式是一个非常好的选择！记住，好的设计模式就像好的工具一样，用在对的地方才能发挥最大的作用！🌈

下次当你想要控制对对象的访问时，先问问自己：“我是应该直接访问对象呢，还是应该使用代理模式呢？” 如果你需要在访问对象时执行额外的操作，那么代理模式可能是更好的选择！💪

---

希望这篇文章对你理解代理模式有所帮助！如果有任何问题，欢迎在评论区留言讨论！👇