技术成神之路：设计模式（十六）代理模式

介绍

代理模式（Proxy Pattern）是一种结构性设计模式，它通过代理对象来控制对另一个对象的访问。代理对象在功能上与真实对象相似，但可以在访问真实对象前后添加一些额外的处理。代理模式常用于控制对某个对象的访问、延迟实例化、权限控制等场景。

1.定义

通过引入一个代理对象（Proxy）来控制对真实对象（RealSubject）的访问。代理对象与真实对象实现相同的接口，通过代理对象的接口调用，客户端可以间接地与真实对象进行交互。

2. 主要作用

控制对象访问：通过代理对象控制对目标对象的访问权限。
延迟实例化：通过虚拟代理，可以在真正需要对象时再创建对象，实现延迟加载（Lazy Loading）。
增强功能：在访问对象时，可以通过代理类来添加一些额外的功能，例如日志记录、性能统计等。
远程访问：远程代理可以让客户端访问在不同地址空间的对象（如远程服务器上的对象）。

3. 解决的问题

避免在不必要时创建昂贵的对象实例。
提供一种简单的方式来管理对真实对象的访问权限。
通过代理层降低客户端与真实对象的耦合度。

4. 模式原理

包含角色：

主题接口（Subject）：真实对象和代理对象都实现该接口，以确保它们可以互换。
真实主题（RealSubject）：实现了主题接口，包含具体的业务逻辑。
代理（Proxy）：实现了主题接口，持有对真实主题的引用，控制对其的访问。

UML类图：

简单示例：

java 复制代码

//定义接口 Subject
public interface Subject {
    void request();
}

//实现具体的 RealSubject 类
public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void request() {
        System.out.println("RealSubject:处理请求。");
    }
}

//实现 Proxy 类
public class Proxy implements Subject {
    private RealSubject realSubject;

    @Override
    public void request() {
        if (realSubject == null) {
            realSubject = new RealSubject();
        }
        System.out.println("代理:在请求传递给真正的主体之前记录请求。");
        realSubject.request();
    }
}

调用

java 复制代码

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

打印输出

代理:在请求传递给真正的主体之前记录请求。
RealSubject:处理请求。

以上一个简单的示例实现了 代理实例化 和 延迟加载，可以看到代理模式是如何通过代理对象控制对真实对象的访问。

代理模式可以说在我们的开发中非常常见，如果你看过三方库的源码的话，你就会发现几乎所有优秀的三方库都使用了代理模式，以安卓为例，

常见的有:
Retrofit: 它通过接口定义API服务，并使用动态代理来实现接口方法。当调用接口方法时，Retrofit会生成一个代理对象，该对象负责构建和发送HTTP请求。

EventBus: 利用代理模式来处理事件的订阅和发布。通过注解或手动注册，EventBus可以将事件处理逻辑与事件的发布者解耦。

还有 OkHttp 、Glide、Dagger等等... 都合理地使用了代理模式。

因为模式结构本身不复杂，在实际开发中更容易被我们接纳，比如设计一个网络请求框架，我们只需封装好网络请求框架，也就是抽象接口，在这里叫主题接口 ，至于get 、post ...请求的具体实现交给实现类去做，我们不需要考虑使用什么网络框架，假如我们使用的是OkHttp,哪怕有一天OkHttp不能使用了，我们也只需新增个真实主题使用其他网络库，然后一行代码替换，而不用在每个网络请求的地方都去修改代码，这就是代理模式的魅力。

5. 优缺点

优点：

透明性：客户端无需知道代理的存在，仍然可以以一致的方式访问真实对象。
灵活性：可以在不修改客户端代码的情况下，轻松替换真实对象。
职责分离：将真实对象的复杂性与代理的控制逻辑分开，便于管理和维护。

缺点：

增加复杂性：增加了系统的复杂性，尤其是代理层次较多时。
性能开销：代理模式会引入额外的调用开销，尤其是远程代理。

凡事有利也有弊，我认为代理模式的优点更为突出，至于缺点，不能忽略，但是在那些大型项目上都在使用，也几乎可以忽略了。

6. 应用场景

当对象的创建开销较大且不常用时，可以使用虚拟代理延迟创建。
需要访问远程服务器上的对象时。
需要对对象的访问进行控制和权限管理时。
在访问对象时添加一些额外的操作，如引用计数、日志记录等。
...

7. 总结

代理模式通过引入代理对象，为访问真实对象提供了一种灵活的控制手段。它不仅能够优化资源使用，还能增强系统的安全性和可维护性。在设计系统时，合理地应用代理模式，可以有效地解决访问控制、性能优化等问题。然而，在复杂性和性能开销之间需进行权衡，以避免不必要的复杂实现。

代理模式是日常开发中非常常见的设计模式之一，理解并熟练运用它可以大大提高代码的灵活性和可维护性。