设计模式：代理模式

代理模式（Proxy Pattern）是软件设计模式中的一种结构型模式，它提供了一种代理或占位符来控制对其他对象（称为真实主题或目标对象）的访问。代理模式的目的是为其他对象提供一层间接访问，以便可以控制对真实主题的访问、添加额外功能或改变其行为，而无需直接修改真实主题的代码。

代理模式的角色包括：

Subject（抽象主题）：这是真实主题和代理主题共同实现的接口或抽象类，声明了真实主题和代理主题都需支持的操作。
RealSubject（真实主题）：实现了Subject接口或抽象类，定义了代理所代表的真实对象。它是代理所代表的实际业务逻辑的真正实现。
Proxy（代理）：同样实现了Subject接口，包含对真实主题的引用，并且可以对真实主题的功能进行控制、扩展或限制。代理对象向客户端提供与真实主题相同的接口，但可能在调用真实主题的方法前后添加额外的操作。

代理模式的分类：

静态代理：代理类在编译期间就已经确定，通常由程序员创建或特定工具生成源代码后编译而成。
动态代理 ：代理类在运行时动态生成，常见的动态代理实现方式有Java的java.lang.reflect.Proxy类和CGLIB库。这种代理更加灵活，可以根据需要在运行时创建不同的代理对象。

使用场景：

延迟初始化：当创建对象开销较大时，可以使用代理模式延迟对象的创建，直到真正需要使用时才创建。
权限控制：通过代理控制对真实对象的访问权限，例如在安全框架中对资源访问的控制。
远程代理：为远程服务提供本地代理对象，隐藏网络通信的细节。
日志、监控、统计：代理可以在调用前后添加日志记录、性能监控、计数等操作，而不影响原始对象的代码。
懒加载：在需要时才加载对象，提高系统性能。
增加额外功能：不修改原有对象的基础上，为其增加新的功能，比如缓存、事务处理等。

优点：

松耦合：代理模式使得客户端和目标对象之间的耦合度降低。
扩展性好：可以轻松添加代理类以支持新功能或修改现有功能，符合开闭原则。
灵活性高：可以在不修改目标对象的前提下，控制对目标对象的访问。

缺点：

增加系统复杂度：引入代理层会使系统结构变得更加复杂。
性能开销：代理模式通常会带来一定的性能开销，尤其是动态代理，虽然开销不大，但在高性能要求的场合仍需考虑。

静态代理示例

首先，我们定义一个Subject接口，它是真实主题和代理主题共同遵循的接口：

java 复制代码

public interface Subject {
    void request();
}

接着，创建真实主题RealSubject类，实现Subject接口：

java 复制代码

public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void request() {
        System.out.println("RealSubject: Handling request.");
    }
}

然后，创建静态代理类StaticProxy，它也实现了Subject接口，并在其内部持有RealSubject的实例，以控制对它的访问：

java 复制代码

public class StaticProxy implements Subject {
    private final RealSubject realSubject;

    public StaticProxy(RealSubject realSubject) {
        this.realSubject = realSubject;
    }

    @Override
    public void request() {
        preProcess();
        realSubject.request();
        postProcess();
    }

    private void preProcess() {
        System.out.println("StaticProxy: Preprocessing before calling real subject.");
    }

    private void postProcess() {
        System.out.println("StaticProxy: Postprocessing after calling real subject.");
    }
}

最后，客户端代码使用静态代理：

java 复制代码

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();
        Subject proxy = new StaticProxy(realSubject);
        proxy.request();
    }
}

动态代理示例

动态代理的实现通常利用Java的反射机制，这里我们使用JDK提供的java.lang.reflect.Proxy类来创建动态代理。首先，确保真实主题依然是上面定义的RealSubject类。

动态代理的实现涉及一个代理类的生成和InvocationHandler接口的使用：

java 复制代码

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

public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;

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

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        preProcess();
        Object result = method.invoke(target, args);
        postProcess();
        return result;
    }

    private void preProcess() {
        System.out.println("DynamicProxyHandler: Preprocessing before calling real subject.");
    }

    private void postProcess() {
        System.out.println("DynamicProxyHandler: Postprocessing after calling real subject.");
    }

    public static <T> T newProxyInstance(T realSubject) {
        return (T) Proxy.newProxyInstance(
                realSubject.getClass().getClassLoader(),
                realSubject.getClass().getInterfaces(),
                new DynamicProxyHandler(realSubject)
        );
    }
}

客户端代码使用动态代理：

java 复制代码

public class DynamicProxyClient {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();
        Subject proxy = DynamicProxyHandler.newProxyInstance(realSubject);
        proxy.request();
    }
}

以上就是使用Java实现静态代理和动态代理的基本示例。静态代理需要为每个真实主题手动创建代理类，而动态代理则可以在运行时动态生成代理对象，更加灵活。