代理模式(Proxy Pattern)实现与对比

代理模式(Proxy Pattern)实现与对比


1. 虚拟代理(Virtual Proxy)

定义 :延迟加载对象,避免资源浪费。
适用场景:大文件或资源的加载(如图片、数据库连接)。

代码示例
java 复制代码
// 接口
interface Image {
    void display();
}

// 真实对象(大文件)
class RealImage implements Image {
    private String fileName;

    public RealImage(String fileName) {
        this.fileName = fileName;
        loadFromDisk();
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("Displaying " + fileName);
    }

    private void loadFromDisk() {
        System.out.println("Loading " + fileName + " from disk");
    }
}

// 代理对象(延迟加载)
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();
    }
}

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Image image = new ProxyImage("large_image.jpg");
        // 第一次调用时加载
        image.display();
        // 第二次调用直接使用已加载对象
        image.display();
    }
}

注释说明

  • ProxyImage 延迟加载 RealImage,避免初始化时加载大文件。
  • 第一次调用 display() 时触发加载,后续直接使用已加载对象。

2. 保护代理(Protection Proxy)

定义 :控制对真实对象的访问权限。
适用场景:资源访问权限校验(如文件读写、API调用)。

代码示例
java 复制代码
// 接口
interface Resource {
    void writeData(String data);
}

// 真实资源(需权限控制)
class RealResource implements Resource {
    @Override
    public void writeData(String data) {
        System.out.println("Writing data: " + data);
    }
}

// 保护代理(权限校验)
class ProtectionProxy implements Resource {
    private RealResource realResource;
    private String user;

    public ProtectionProxy(String user) {
        this.user = user;
        this.realResource = new RealResource();
    }

    @Override
    public void writeData(String data) {
        if (isAuthorized(user)) {
            realResource.writeData(data);
        } else {
            System.out.println("Access denied for user: " + user);
        }
    }

    private boolean isAuthorized(String user) {
        // 模拟权限校验
        return user.equals("admin");
    }
}

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Resource proxyAdmin = new ProtectionProxy("admin");
        proxyAdmin.writeData("Sensitive data"); // 允许

        Resource proxyUser = new ProtectionProxy("user");
        proxyUser.writeData("Sensitive data"); // 拒绝
    }
}

注释说明

  • ProtectionProxy 校验用户权限,只有 admin 可以写入数据。
  • 通过 isAuthorized() 方法实现权限逻辑。

3. 智能代理(Smart Proxy)

定义 :在访问对象时附加额外功能(如日志、计数、缓存)。
适用场景:AOP(日志、性能监控、事务管理)。

代码示例
java 复制代码
// 接口
interface Service {
    void execute();
}

// 真实服务
class RealService implements Service {
    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("Executing real service");
    }
}

// 智能代理(添加日志和计数)
class SmartProxy implements Service {
    private RealService realService;
    private int callCount = 0;

    public SmartProxy() {
        this.realService = new RealService();
    }

    @Override
    public void execute() {
        System.out.println("Proxy: Logging before execution");
        realService.execute();
        callCount++;
        System.out.println("Proxy: Call count = " + callCount);
    }
}

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Service proxy = new SmartProxy();
        proxy.execute();
        proxy.execute();
    }
}

注释说明

  • SmartProxy 在调用 execute() 前后添加日志,并记录调用次数。
  • 附加功能(日志、计数)与真实业务逻辑分离。

4. 远程代理(Remote Proxy)

定义 :为远程对象提供本地访问接口。
适用场景:RPC(远程过程调用)或 Web Service。

代码示例(简化版)
java 复制代码
// 远程服务接口
interface RemoteService {
    String getData();
}

// 远程对象(模拟远程调用)
class RealRemoteService implements RemoteService {
    @Override
    public String getData() {
        return "Data from remote server";
    }
}

// 远程代理(包装网络调用)
class RemoteProxy implements RemoteService {
    private RealRemoteService realService;

    public RemoteProxy() {
        // 模拟网络延迟
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        this.realService = new RealRemoteService();
    }

    @Override
    public String getData() {
        return realService.getData();
    }
}

// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        RemoteService proxy = new RemoteProxy();
        System.out.println(proxy.getData());
    }
}

注释说明

  • RemoteProxy 模拟远程调用的延迟和网络封装。
  • 客户端通过代理对象透明地访问远程服务。

对比表格

代理类型 定义 核心代码 使用场景 优点 缺点
虚拟代理 延迟加载对象,节省资源。 ProxyImage 延迟加载 RealImage 图片加载、大文件处理。 减少初始化开销,提升性能。 首次访问有延迟。
保护代理 控制对对象的访问权限。 ProtectionProxy 校验用户权限。 文件/资源访问控制、API权限管理。 保护资源安全,防止未授权访问。 需维护权限校验逻辑。
智能代理 在访问对象时附加额外功能(日志、计数、缓存)。 SmartProxy 记录调用次数并添加日志。 AOP、性能监控、事务管理。 解耦横切关注点,增强功能透明化。 可能增加调用开销。
远程代理 为远程对象提供本地访问接口。 RemoteProxy 模拟网络调用延迟。 RPC、Web Service、分布式系统。 隐藏网络细节,简化客户端调用。 网络延迟和通信开销。

总结

  • 选择代理类型依据

    • 虚拟代理:资源加载需延迟或节省内存时。
    • 保护代理:需权限控制的资源访问。
    • 智能代理:需附加功能(日志、监控)的场景。
    • 远程代理:访问远程服务或分布式系统。
  • Spring中的应用

    • AOP代理:Spring AOP通过动态代理实现智能代理(如日志、事务)。
    • 远程调用:Spring Remoting提供远程代理支持。

通过合理选择代理模式,可以提升代码的灵活性、安全性和性能,同时解耦对象的访问与实现。

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