23种设计模式——代理模式(Proxy Pattern)详解

✅作者简介:大家好,我是 Meteors., 向往着更加简洁高效的代码写法与编程方式,持续分享Java技术内容。
🍎个人主页:Meteors.的博客
💞当前专栏:设计模式
✨特色专栏:知识分享
🥭本文内容:23种设计模式------代理模式(Proxy Pattern)
📚 ** ps ** :阅读文章如果有问题或者疑惑,欢迎在评论区提问或指出。


目录

[一. 背景](#一. 背景)

[二. 介绍](#二. 介绍)

[三. 核心概念](#三. 核心概念)

[四. 实际应用示例](#四. 实际应用示例)

[1. 图片加载代理](#1. 图片加载代理)

[2. 权限控制代理](#2. 权限控制代理)

[3. 网络请求代理](#3. 网络请求代理)

[4. 缓存代理](#4. 缓存代理)

[五. 代理模式的类型](#五. 代理模式的类型)

[六. 代理模式的优势](#六. 代理模式的优势)

[七. 注意事项](#七. 注意事项)

[八. 总结](#八. 总结)


一. 背景

也行此时你还感觉不到代理模式是多么的好用,我慢慢帮你剖析吧!

不知道读者对于Java的Spring AOP(方法粒度的面向切面编程)是否了解?其实代理模式可以类比成一种对象粒度的AOP。在我们在项目中创建一个对象的时候,如果还要添加类似于日志、判断前置条件(如android中的用户是否允许某种权限)、或者进行缓存判断(类似Redis)的操作,如果这个时候如果都把代码写成一团,功能肯定也可以实现,但是代码会显得非常冗余,这个时候代理模式的优势就体现出来了,让我们一起来揭开它的面纱!


二. 介绍

代理模式(Proxy Pattern) 是面向对象设计模式中的一种结构型模式 。它为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。代理模式在客户端和目标对象之间起到中介作用,可以在不改变目标对象的情况下,增加额外的功能操作(知道是结构型和可以添加功能就够了~)。


三. 核心概念

在代理模式中,通常涉及三个角色:
抽象主题(Subject): 声明了真实主题和代理主题的共同接口***(++方法功能提到接口++)***
真实主题(RealSubject): 定义了代理主题所代表的真实对象***(++原本要New的对象++)***
代理主题(Proxy): 保存一个引用使得代理可以访问实体,并提供一个与Subject的接口相同的接口***(++完成延迟加载和添加日志等功能,后面使用对象的时候只要创建这个对象就够了++)***


四. 实际应用示例

1. 图片加载代理

在Android应用中,我们经常需要加载网络图片。为了提高性能,可以使用代理模式来实现图片的延迟加载:

java 复制代码
// 抽象接口
public interface Image {
    void display();
}

// 真实主题 - 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("从磁盘加载图片: " + filename);
        // 模拟耗时操作
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("显示图片: " + filename);
    }
}

// 代理主题 - 图片代理
public class ImageProxy implements Image {
    private RealImage realImage;
    private String filename;
    
    public ImageProxy(String filename) {
        this.filename = filename;
    }
    
    @Override
    public void display() {
        if (realImage == null) {
            realImage = new RealImage(filename);
        }
        realImage.display();
    }
}

// 使用示例
public class MainActivity {
    public void onCreate() {
        // 创建代理对象,不会立即加载图片
        Image image = new ImageProxy("photo.jpg");
        
        // 只有在需要显示时才真正加载图片
        image.display(); // 此时才加载并显示图片
    }
}

这种方式可以有效减少内存使用,只有在真正需要显示图片时才加载,提高了应用性能。

2. 权限控制代理

在Android应用中,某些功能需要特定权限才能访问,可以使用代理模式进行权限检查:

java 复制代码
// 抽象接口
public interface Camera {
    void takePhoto();
    void recordVideo();
}

// 真实主题 - 相机功能实现
public class RealCamera implements Camera {
    @Override
    public void takePhoto() {
        System.out.println("拍照成功");
    }
    
    @Override
    public void recordVideo() {
        System.out.println("开始录像");
    }
}

// 代理主题 - 带权限检查的相机代理
public class CameraPermissionProxy implements Camera {
    private RealCamera realCamera;
    private Context context;
    
    public CameraPermissionProxy(Context context) {
        this.context = context;
    }
    
    @Override
    public void takePhoto() {
        if (checkCameraPermission()) {
            if (realCamera == null) {
                realCamera = new RealCamera();
            }
            realCamera.takePhoto();
        } else {
            System.out.println("没有相机权限,无法拍照");
        }
    }
    
    @Override
    public void recordVideo() {
        if (checkCameraPermission()) {
            if (realCamera == null) {
                realCamera = new RealCamera();
            }
            realCamera.recordVideo();
        } else {
            System.out.println("没有相机权限,无法录像");
        }
    }
    
    private boolean checkCameraPermission() {
        // 检查相机权限
        return ContextCompat.checkSelfPermission(context, 
            Manifest.permission.CAMERA) == PackageManager.PERMISSION_GRANTED;
    }
}

// 使用示例
public class CameraActivity {
    private Camera camera;
    
    public void onCreate() {
        camera = new CameraPermissionProxy(this);
    }
    
    public void onTakePhotoClick() {
        camera.takePhoto(); // 自动检查权限
    }
}

3. 网络请求代理

在网络请求中,可以使用代理模式添加日志、缓存等功能:

java 复制代码
// 抽象接口
public interface HttpClient {
    String get(String url);
    String post(String url, String data);
}

// 真实主题 - 真实的HTTP客户端
public class RealHttpClient implements HttpClient {
    @Override
    public String get(String url) {
        // 模拟网络请求
        System.out.println("发送GET请求到: " + url);
        return "Response from " + url;
    }
    
    @Override
    public String post(String url, String data) {
        System.out.println("发送POST请求到: " + url + " 数据: " + data);
        return "Response from " + url;
    }
}

// 代理主题 - 带日志功能的HTTP客户端代理
public class LoggingHttpClientProxy implements HttpClient {
    private RealHttpClient realHttpClient;
    private boolean enableLogging;
    
    public LoggingHttpClientProxy(boolean enableLogging) {
        this.enableLogging = enableLogging;
    }
    
    @Override
    public String get(String url) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        
        if (realHttpClient == null) {
            realHttpClient = new RealHttpClient();
        }
        
        if (enableLogging) {
            System.out.println("开始GET请求: " + url);
        }
        
        String result = realHttpClient.get(url);
        
        if (enableLogging) {
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("GET请求完成,耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
        }
        
        return result;
    }
    
    @Override
    public String post(String url, String data) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        
        if (realHttpClient == null) {
            realHttpClient = new RealHttpClient();
        }
        
        if (enableLogging) {
            System.out.println("开始POST请求: " + url);
        }
        
        String result = realHttpClient.post(url, data);
        
        if (enableLogging) {
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("POST请求完成,耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
        }
        
        return result;
    }
}

// 使用示例
public class NetworkManager {
    private HttpClient httpClient;
    
    public NetworkManager() {
        // 开发环境启用日志
        boolean isDebug = true;
        httpClient = new LoggingHttpClientProxy(isDebug);
    }
    
    public void fetchData() {
        String result = httpClient.get("https://api.example.com/data");
        System.out.println("获取到数据: " + result);
    }
}

4. 缓存代理

在数据访问中,代理模式可以用来实现缓存机制:

java 复制代码
// 抽象接口
public interface DataService {
    String getData(String key);
}

// 真实主题 - 真实的数据服务
public class RealDataService implements DataService {
    @Override
    public String getData(String key) {
        // 模拟从数据库或网络获取数据
        System.out.println("从数据库获取数据,键: " + key);
        try {
            Thread.sleep(1000); // 模拟耗时操作
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "Data for " + key;
    }
}

// 代理主题 - 带缓存功能的数据服务代理
public class CachedDataServiceProxy implements DataService {
    private RealDataService realDataService;
    private Map<String, String> cache = new HashMap<>();
    
    @Override
    public String getData(String key) {
        // 先检查缓存
        if (cache.containsKey(key)) {
            System.out.println("从缓存获取数据,键: " + key);
            return cache.get(key);
        }
        
        // 缓存未命中,从真实服务获取
        if (realDataService == null) {
            realDataService = new RealDataService();
        }
        
        String data = realDataService.getData(key);
        cache.put(key, data); // 存入缓存
        System.out.println("数据已缓存,键: " + key);
        
        return data;
    }
    
    public void clearCache() {
        cache.clear();
        System.out.println("缓存已清空");
    }
}

// 使用示例
public class DataRepository {
    private DataService dataService = new CachedDataServiceProxy();
    
    public void displayData(String key) {
        // 第一次调用
        String data1 = dataService.getData(key);
        System.out.println("第一次获取: " + data1);
        
        // 第二次调用(从缓存获取)
        String data2 = dataService.getData(key);
        System.out.println("第二次获取: " + data2);
    }
}

五. 代理模式的类型

代理模式还可以根据作用,分为下面几种类型:

**远程代理(Remote Proxy):**为一个位于不同地址空间的对象提供本地代表。

**虚拟代理(Virtual Proxy):**根据需要创建开销很大的对象。

**保护代理(Protection Proxy):**控制对原始对象的访问,常用于对象应该有不同的访问权限时。

**智能引用(Smart Reference):**取代简单的指针,在访问对象时执行一些附加操作。


六. 代理模式的优势

延迟加载: 虚拟代理可以实现对象的延迟初始化,节省系统资源
权限控制: 保护代理可以在访问真实对象前进行权限检查
功能增强: 可以在不修改原始类的情况下添加额外功能(如日志、缓存等)
远程访问: 远程代理可以隐藏网络通信的复杂性
**对象访问控制:**可以控制对昂贵资源的访问


七. 注意事项

性能开销: 代理模式会增加系统的复杂性和可能的性能开销
代码复杂性: 引入代理会增加类的数量,使系统更加复杂
调试困难: 代理模式可能使调试变得更加困难
**合理使用:**不是所有场景都需要代理,应根据实际需求选择


八. 总结

代理模式是开发中非常实用的设计模式,它可以在不改变原有代码结构的情况下,为对象提供额外的功能。通过合理使用代理模式,我们可以实现延迟加载、权限控制、日志记录、缓存等功能,提高应用的性能和用户体验。

在实际开发中,我们可以根据具体需求选择合适的代理类型,如虚拟代理用于延迟加载,保护代理用于权限控制,智能引用代理用于添加额外功能等。正确使用代理模式可以让我们的代码更加优雅、高效和易于维护!


最后,

其它设计模式会陆续更新,希望文章对你有所帮助!

相关推荐
晨星052711 小时前
软件设计模式之单例模式
单例模式·设计模式
Meteors.11 小时前
23种设计模式——装饰器模式(Decorator Pattern)详解
java·设计模式·装饰器模式
谢栋_13 小时前
设计模式从入门到精通之(六)策略模式
设计模式·bash·策略模式
the sun3413 小时前
常见的设计模式(3)工厂模式
设计模式
小蜗牛在漫步14 小时前
23种设计模式-模板方法模式
设计模式·模板方法模式
念念不忘 必有回响14 小时前
js设计模式-状态模式
javascript·设计模式·状态模式
快乐非自愿14 小时前
掌握设计模式--模板方法模式
java·设计模式·模板方法模式
ST.J16 小时前
设计模式笔记
笔记·设计模式
TechNomad17 小时前
设计模式:备忘录模式(Memento Pattern)
设计模式·备忘录模式