设计模式之代理模式

理想万岁万万岁2023-10-27 9:50

文章目录

一、介绍

代理模式 (Proxy Pattern)，属于结构型设计模式。主要目的是为了解决给对象方法进行增强，又不修改原对象方法。

通过代理类对被代理对象进行代理，可以在被代理对象执行方法前后添加附加功能，丝毫不需要修改原方法中的逻辑。

仅从字面意思我们也可以猜到，在代理模式中，从直接访问对象的方式转变为我们通过代理间接访问对象。这就需要我们引入一个代理类，我们只需要访问代理类即可，由代理类访问目标对象。

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

二、主要角色

从上面的介绍我们得知，在代理模式中，存在的基本角色有：代理类 、被代理类 、抽象接口。下面我们对这几个角色进行阐述：

  • 抽象接口(BarInterface)

    按照面向接口编程思想，我们首先需要创建一个抽象接口来定义其实现类的行为。

  • 被代理类(BarImpl)

    实现抽象接口(BarInterface)，对接口中定义的行为进行具体实现。作为被代理类，它的方法实现为该方法的核心逻辑，当其被代理类代理增强后，该实现类方法的逻辑将被增强。

  • 代理类(BarProxy)

    客户端调用的实际类型。在代理模式中，客户端使用的都是被代理类所代理的对象，该对象在原始对象的基础上，对原对象的方法进行增强，添加了一些附加逻辑。

下面是代理模式通用的UML类图

1. 代码演示

根据上面通用UML类图，我们使用代码对其进行实现，通过代码的形式对代理模式有个初步了解。

  • 抽象接口(BarInterface)

    新建接口类BarInterface

    java 复制代码 
    public interface BarInterface {

    void doSomething_1();

    void doSomething_2();

    void doSomething_3();
}

  • 被代理类(BarImpl)

    新建抽象接口类BarInterface的实现类BarImpl，并对接口类所定义的行为进行具体实现。

    java 复制代码 
    public class BarImpl implements BarInterface{

    @Override
    public void doSomething_1() {
        System.out.println("被代理对象执行方法：doSomething_1()");
    }

    @Override
    public void doSomething_2() {
        System.out.println("被代理对象执行方法：doSomething_1()");
    }

    @Override
    public void doSomething_3() {
        System.out.println("被代理对象执行方法：doSomething_1()");
    }
}

  • 代理类(BarProxy)

    新建代理类BarProxy，该类与被代理类BarImpl一样，需要实现抽象接口类BarInterface，并对接口定义的方法进行实现。此时我们发现被代理类BarImpl和代理类BarProxy似乎没什么区别，都实现了相同的接口，因此我们需要从功能上对这两个类进行区别，代理类的功能是对被代理类进行方法增强，因此在代理类中，我们需要通过构造方法初始化一个被代理类对象的字段，然后在代理类的方法内部对被代理进行方法增强即可。具体代码如下所示

    java 复制代码 
    public class BarProxy implements BarInterface{

    private final BarInterface bar;
    public BarProxy(BarInterface bar) {
        this.bar = bar;
    }

    @Override
    public void doSomething_1() {
        System.out.println("被代理对象doSomething_1()方法执行前....");
        bar.doSomething_1();
        System.out.println("被代理对象doSomething_1()方法执行后....");
    }

    @Override
    public void doSomething_2() {
        System.out.println("被代理对象doSomething_2()方法执行前....");
        bar.doSomething_2();
        System.out.println("被代理对象doSomething_2()方法执行后....");
    }

    @Override
    public void doSomething_3() {
        System.out.println("被代理对象doSomething_3()方法执行前....");
        bar.doSomething_3();
        System.out.println("被代理对象doSomething_3()方法执行后....");
    }
}

  • 客户端类(ProxyClient)

    新建客户端类ProxyClient，在main()方法中对医生代码进行演示。

    java 复制代码 
    public class ProxyClient {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("bar对象未被代理时");
        BarInterface bar = new BarImpl();
        bar.doSomething_1();
        bar.doSomething_2();
        bar.doSomething_3();

        System.out.println();
        System.out.println("bar对象被代理类BarProxy所代理，方法被代理类增强");
        BarInterface barProxy = new BarProxy(bar);
        barProxy.doSomething_1();
        barProxy.doSomething_2();
        barProxy.doSomething_3();
    }
}

    执行该方法后，得到以下输出，从输出中，我们发现，将对象进行代理后，其方法被代理类所增强，而且是通过代理类增强，而非是修改原对象中方法的逻辑。

    同时也告诉我们，对象被代理后，其实际类型为该对象对应的代理类型，而不再是原类型。

三、案例

生活中像代理模式的案例到处都是，以租房为例，我们在租房时，往往是直奔租房中介(比如链家、我爱我家)等，中介房源多呀，通过它们给我们找房看房乱七八糟的，我们就可以租到我们心仪的房子了。但这些房子是它们中介的吗？并不是，房子有它自己的主人，只是中介和他们之间有合作，房东平时也挺忙的，没空天天等着我们看房，于是就让中介作为他们的代理人，我们只需要和中介交流就可以了，如果我们愿意租房，中介再和房东之间谈价格。

另外，当我们住进房屋后，如果有电器什么的坏了需要维修，并不是房东直接过来给我们修，房东哪有这个闲工夫，依然是中介作为房东的代理人，过来给我们维修东西。

下面我们就以租房这个事情为例，通过代码进行演示

1. 租房接口类RentHouse

新建租房接口类RentHouse ，我们假设租房分为四个流程：找房、交钱、入住、维修。于是我们在该接口类中定义这些功能。

java 复制代码 
public interface RentHouse {
    // 找房子
    void findHouse();
    // 交钱
    void pay();
    // 入住
    void live();
    // 维修
    void maintain();
}

2. 租客类Renter

新建租客类Renter ，并实现**租房接口类RentHouse**中定义的方法。

java 复制代码 
public class Renter implements RentHouse{
    @Override
    public void findHouse() {
        System.out.println("租客找房子...");
    }

    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("租客支付房屋租金...");
    }

    @Override
    public void live() {
        System.out.println("租客拎包入住...");
    }

    @Override
    public void maintain() {
        System.out.println("维修家电家具...");
    }
}

3. 租房中介代理类RentProxy

新建租房中介代理类RentProxy ，同样实现**租房接口类RentHouse**中定义的方法，中介和租客差不多，都是来租他的房子的，但对于房东来说，中介是租客的代理人，是代表租客来找他租房的，因此在中介代理类RentProxy中需要维护一个租客类作为代理对象。

java 复制代码 
public class RentProxy implements RentHouse {

    private final RentHouse rentHouse;

    public RentProxy(RentHouse rentHouse) {
        this.rentHouse = rentHouse;
    }

    @Override
    public void findHouse() {
        System.out.println("中介扩大找房范围");
        rentHouse.findHouse();
    }

    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("中介把房屋租金谈下来了，便宜500块");
        rentHouse.pay();
    }

    @Override
    public void live() {
        System.out.println("中介提供免费搬家服务");
        rentHouse.live();
    }

    @Override
    public void maintain() {
        System.out.println("中介找来了维修师傅");
        rentHouse.live();
    }
}

4. 客户端类

新建客户端类RentClient

  • 租客没有通过中介找房

    java 复制代码 
    public class RentClient {

    public static void main(String[] args) {
        RentHouse rentHouse = new Renter();
        System.out.println("租客直接找房，没有通过中介");
        rentHouse.findHouse();
        rentHouse.pay();
        rentHouse.live();
        rentHouse.maintain();
    }
}

    此时输出结果如下

  • 租客通过中介找房

    此时我们找房过程的实际类型是中介，代码如下所示

    java 复制代码 
    public class RentClient {

    public static void main(String[] args) {
        RentHouse rentHouse = new Renter();

        System.out.println("租客通过中介找房子");
        System.out.println("---------");
        RentHouse rentProxy = new RentProxy(rentHouse);
        rentProxy.findHouse();
        System.out.println();

        rentProxy.pay();
        System.out.println();

        rentProxy.live();
        System.out.println();

        rentProxy.maintain();
    }
}

    此时输出结果如下

在此案例中我们可以发现，通过代理模式，我们可以在不改动既有逻辑的情况下，对其进行增强。

四、应用

代理模式的应用场景十分广泛，如

  • 日志记录

    我们尝尝在写一个方法时，该方法内仅仅实现其主要逻辑，当我们需要对该方法的调用进行日志记录时，可以通过代理模式对该方法进行增强，在代理类中对该方法进行日志记录。

    如果将日志记录也写在该方法内，则会导致该方法的指责不够清晰且十分臃肿，违背单一职责的设计原则。

  • 权限校验

    有些方法仅允许具有特定权限的用户调用，而没有该权限的用户在调用该方法时要么抛异常。要么直接返回，从而跳过该方法的执行。此时可以将对用户权限的校验交给代理类实现。

    如果将权限校验也写在该方法内，则会导致该方法的指责不够清晰且十分臃肿，违背单一职责的设计原则。

  • 远程代理

    翻墙的原理就是通过对我们的ip进行代理，从而实现科学上网。

  • 等等...

五、优缺点

优点：

  • 对扩展开放，对修改关闭

缺点：

  • 引入代理类，增加系统复杂度

六、与适配器模式的区别

相同点：

  • 两者都引入了一个第三方类(适配器模式引入适配器类，代理模式引入代理类)。且第三方类中都维护了一个被适配对象(或被代理对象)作为内部属性，通过调用适配器的方法(或代理类的方法)，在内部对被适配对象(或被代理对象)进行调用。

不同点：

  • 适配器模式的目的是通过适配器类，将A接口转换为B接口；而代理模式中不转换接口，只对接口中的方法进行增强。

七、与装饰器模式的区别

相同点：

  • 两者都引入了一个第三方类(装饰器模式引入装饰器类，代理模式引入代理类)。且第三方类中都维护了一个被装饰对象(或被代理对象)作为内部属性，通过调用装饰器的方法(或代理类的方法)，在内部对被装饰对象(或被代理对象)进行调用。
  • 从简化代码来说，装饰器模式和代理模式都是对已有对象进行方法增强。

不同点：

  • 装饰器增强的功能常常深刻影响着被装饰对象，即被装饰的对象会面临被修改的可能；而代理模式中增强的功能与被代理对象没有任何关系，即增强的功能不会对被代理对象产生任何影响。
  • 装饰器模式中，多个装饰器可以通过任何组合方式对被装饰对象进行嵌套装饰，这是一种动态的增强行为；而代理模式中，代理类对被代理对象的增强是由代码设计决定的，一旦在设计阶段对某一对象进行代理，那么在整个程序运行期间不可改变，这是一种静态的增强行为。
  • 装饰器模式中，装饰器可以仅针对被装饰对象的某一个方法进行增强；而代理模式中，代理类针对被代理对象的所有方法进行增强。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

------------------------我是万万岁，我们下期再见------------------------

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