【设计模式-3.4】结构型——代理模式

news2025/6/7 0:04:56

说明:说明:本文介绍结构型设计模式之一的代理模式

定义

代理模式(Proxy Pattern)指为其他对象提供一种代理,以控制对这个对象的访问,属于结构型设计模式。(引自《设计模式就该这样学》P158)

生活中有许多代理模式的应用,比如明星开演唱会、拍电影时,拉赞助、找场地、找投资这些事情,都不会自己亲自去做,都会有自己的经纪人、经纪公司去具体执行,这样经纪公司就控制了对明星的访问;又比如,工地工人,具有扛沙包、搬砖等能力,他们不会直接找工地老板沟通,而是委托给包工头,让包工头去和工地老板商量,包工头控制了对工地工人的访问。

影星与经纪人

以影星与经纪人为例,如下,是一个影星对象,具有属性名字,唱歌、拍电影方法

/**
 * 影星
 */
public class MovieStar {

    /**
     * 名字
     */
    private String name;
    
    public MovieStar(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 唱歌
     *
     * @param singName 歌名
     * @return 感谢语
     */
    public String sing(String singName) {
        System.out.println(name + "在唱" + singName);
        return "谢谢大家!谢谢大家!";
    }

    /**
     * 拍电影
     *
     * @param movieName 片名
     */
    public void movie(String movieName) {
        System.out.println(name + "在拍" + movieName);
    }
}

经纪人代理了影星对象,如下:

/**
 * 影星经纪人
 */
public class StarProxy {

    /**
     * 影星对象
     */
    private MovieStar movieStar;

    /**
     * 构造器注入
     * @param name 影星名称
     */
    public StarProxy(String name) {
        this.movieStar = new MovieStar(name);
    }

    /**
     * 代理唱歌
     *
     * @param singName 歌名
     * @return 感谢
     */
    public String sing(String singName) {
        System.out.println("经纪人在找场地");
        return movieStar.sing(singName);
    }

    /**
     * 代理拍电影
     *
     * @param movieName 片名
     */
    public void movie(String movieName) {
        System.out.println("经纪人在联系剧组");
        movieStar.movie(movieName);
    }
}

使用,如下:

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        StarProxy bigStar = new StarProxy("大明星");

        System.out.println(bigStar.sing("忘情水"));
        System.out.println("----------------------");
        bigStar.movie("《无间道》");
    }
}

运行如下,经纪人对象代理了影星对象

在这里插入图片描述

改进

以上代码,可将影星、经纪人对象的方法抽出来成接口,让他们都实现这个接口,可统一方法列表,如下:

(Star,明星接口)

/**
 * 明星接口
 */
public interface Star {
    /**
     * 唱歌能力
     *
     * @param singName 歌名
     * @return 感谢
     */
    String sing(String singName);

    /**
     * 拍戏能力
     *
     * @param movieName 片名
     */
    void movie(String movieName);
}

(MovieStar,影星对象)

/**
 * 影星
 */
public class MovieStar implements Star {

    /**
     * 名字
     */
    private String name;

    public MovieStar(String name) {
        this.name = name;
    }

    /**
     * 唱歌
     *
     * @param singName 歌名
     * @return
     */
    @Override
    public String sing(String singName) {
        System.out.println(name + "在唱" + singName);
        return "谢谢大家!谢谢大家!";
    }

    /**
     * 拍电影
     *
     * @param movieName 片名
     */
    @Override
    public void movie(String movieName) {
        System.out.println(name + "在拍" + movieName);
    }
}

(StarProxy,影星代理)

/**
 * 影星代理
 */
public class StarProxy implements Star {

    /**
     * 影星对象
     */
    private MovieStar movieStar;

    /**
     * 构造器注入
     * @param name 影星名称
     */
    public StarProxy(String name) {
        this.movieStar = new MovieStar(name);
    }

    /**
     * 代理唱歌
     *
     * @param singName 歌名
     * @return 感谢
     */
    @Override
    public String sing(String singName) {
        System.out.println("代理人在找场地");
        return movieStar.sing(singName);
    }

    /**
     * 代理拍电影
     *
     * @param movieName 片名
     */
    @Override
    public void movie(String movieName) {
        System.out.println("代理人在联系剧组");
        movieStar.movie(movieName);
    }
}

动态代理

以上手动实现代理的方式称为静态代理,在JDK中有提供动态代理,可以不用额外创建一个代理人对象,直接实现代理,如下:

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

public class DynamicProxy {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建影星对象
        MovieStar ldh = new MovieStar("刘德华");

        // 2.动态创建代理
        /**
         * Proxy.newProxyInstance()参数说明:
         * 参数一:类加载器,要使用和被代理对象相同的类加载器
         * 参数二:代理对象和被代理对象实现相同接口
         * 参数三:增强逻辑。通常使用匿名内部类编写逻辑
         */
        Star proxy = (Star) Proxy.newProxyInstance(
                ldh.getClass().getClassLoader(),
                new Class[]{Star.class},
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        // 针对对象不同方法设置不同的附加操作
                        if ("sing".equals(method.getName())) {
                            System.out.println("代理人在找场地");
                        } else if ("movie".equals(method.getName())) {
                            System.out.println("代理人在联系剧组");
                        }
                        // 接收方法返回值,不用考虑方法无返回值的情况,是一种书写模式
                        Object returnValue = method.invoke(ldh, args);
                        // 返回方法的返回值
                        return returnValue;
                    }
                }
        );

        // 3.执行代理人的方法,实际是影星对象在执行
        System.out.println(proxy.sing("忘情水"));
        System.out.println("----------------------");
        proxy.movie("无间道");
    }
}

可用lambda表达式简化代码,如下:

import java.lang.reflect.Proxy;

public class DynamicProxy {
    public static void main(String[] args) {
        // 1.创建影星对象
        MovieStar ldh = new MovieStar("刘德华");

        // 2.动态创建代理
        /**
         * Proxy.newProxyInstance()参数说明:
         * 参数一:类加载器,要使用和被代理对象相同的类加载器
         * 参数二:代理对象和被代理对象实现相同接口
         * 参数三:增强逻辑。通常使用匿名内部类编写逻辑
         */
        Star proxy = (Star) Proxy.newProxyInstance(
                ldh.getClass().getClassLoader(),
                new Class[]{Star.class},
                (proxy1, method, args1) -> {
                    // 针对对象不同方法设置不同的附加操作
                    if ("sing".equals(method.getName())) {
                        System.out.println("代理人在找场地");
                    } else if ("movie".equals(method.getName())) {
                        System.out.println("代理人在联系剧组");
                    }
                    // 接收方法返回值,不用考虑方法无返回值的情况,是一种书写模式
                    Object returnValue = method.invoke(ldh, args1);
                    // 返回方法的返回值
                    return returnValue;
                }
        );

        // 3.执行代理人的方法,实际是影星对象在执行
        System.out.println(proxy.sing("忘情水"));
        System.out.println("----------------------");
        proxy.movie("无间道");
    }
}

执行如下,可见代理实现

在这里插入图片描述


动态代理是基于反射实现的,反射是通过解析对象的字节码(class)文件,反向实例化对象的技术。详细可参考下面这篇文章,了解了反射技术,我们完全可以自己手动实现一个对象的动态代理。

  • 反射技术

使用场景

代理模式的这种思想,我认为在实际开发中很常见。例如,为了避免频繁访问数据库,我们会将之前查询过的数据(例如根据主键查询某个用户的数据)存入到缓存中,下次当我们再次查询时,调用对应的Service方法,可以在查询数据库之前先去缓存中查一遍,缓存中没有,再去查数据库,这样可以减少查询数据库的频率。这就是代理思想的一种体现。


再例如,有一个面试题,如何解决ArrayList线程不安全的问题,其中的两个答案如下:

(1)定义一个MyArrayList类,继承ArrayList,重写其方法,每个方法用synchronized修饰;

(2)定义一个MyArrayList类,类里实例化一个ArrayList,自定义List的增删改查方法,用synchronized修饰,方法里调用ArrayList对应的方法;

以上两个方法,都是手动创建一个“代理对象”,以控制对对象内ArrayList的访问,也是代理思想的体现。


另外,还有强大的AOP,面向接口编程,也是代理的一种应用。

  • AOP技术

  • 使用AOP处理参数

  • 使用AOP记录请求日志实现

总结

本文介绍了结构型设计模式中的代理模式,参考《设计模式就该这样学》、《秒懂设计模式》两书。

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