【设计模式】结构型模式（二）：代理模式

3.代理模式（Proxy）

代理模式（Proxy Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你提供一个代理对象来控制对某个对象的访问。代理对象可以执行一些额外的操作，如 权限检查、日志记录、延迟初始化 等，然后再将请求转发给实际的对象。

3.1 主要特点

• 控制访问：代理对象可以控制对实际对象的访问，增加额外的功能。
• 透明性：客户端代码可以通过代理对象来访问实际对象，而不需要知道实际对象的存在。
• 灵活性：可以在不修改客户端代码的情况下，动态地添加或修改代理对象的行为。

3.2 组成部分

• Subject（主题接口）
  • 定义了实际对象和代理对象 共同的接口，使得客户端可以使用相同的接口来访问实际对象和代理对象。
• RealSubject（实际对象）
  • 实现了主题接口，提供了实际的业务逻辑。
• Proxy（代理对象）
  • 也实现了主题接口，持有一个实际对象的引用。
  • 在调用实际对象的方法前后，可以执行额外的操作。

3.3 示例代码

假设我们有一个 Image 接口，用于显示图片。为了提高性能，我们使用代理模式来实现图片的延迟加载。

3.3.1 Subject 接口

// Subject 接口
interface Image {
    void display();
}

• Image 接口定义了 display 方法，表示显示图片的行为。

3.3.2 RealSubject 实际对象

// RealSubject 实际对象
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);
    }
}

• RealImage 类实现了 Image 接口，提供了实际的图片 加载 和 显示 功能。
• 在构造方法中，图片被加载到内存中。

3.3.3 Proxy 代理对象

// Proxy 代理对象
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();
    }
}

• ImageProxy 类也实现了 Image 接口，持有一个 RealImage 对象的引用。
• 在 display 方法中，如果 realImage 为空，则创建 RealImage 对象并加载图片；否则，直接调用 realImage 的 display 方法。

3.3.4 客户端代码

// 客户端代码
public class ProxyPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        Image image1 = new ImageProxy("image1.jpg");
        Image image2 = new ImageProxy("image2.jpg");

        image1.display(); // 第一次调用，会加载图片
        image1.display(); // 第二次调用，不会重新加载图片

        image2.display(); // 第一次调用，会加载图片
        image2.display(); // 第二次调用，不会重新加载图片
    }
}

• 客户端代码通过 ImageProxy 对象来访问图片。
• 第一次调用 display 方法时，图片会被加载到内存中；后续调用时，图片已经加载，不会再重新加载。

3.3.5 运行结果

Loading image1.jpg
Displaying image1.jpg
Displaying image1.jpg
Loading image2.jpg
Displaying image2.jpg
Displaying image2.jpg

3.4 总结

• 优点
  • 延迟初始化：只有在需要时才加载和初始化实际对象，提高了性能。
  • 控制访问：可以在代理对象中添加额外的逻辑，如权限检查、日志记录等。
  • 透明性：客户端代码可以通过代理对象访问实际对象，而不需要知道实际对象的存在。
• 缺点
  • 复杂性：增加了额外的类和对象，可能会使代码变得复杂。
  • 性能开销：每次调用方法时都需要通过代理对象，可能会有额外的性能开销。

通过代理模式，可以在不修改客户端代码的情况下，动态地添加或修改对象的行为，提高系统的灵活性和可维护性。