代理模式-訪問物件的代理而非其本身

阿新 • • 發佈：2021-01-11

> **公號：碼農充電站pro** > **主頁：** 本篇來介紹**代理模式**（*Proxy Design Pattern*），通過代理模式可以控制和管理物件的訪問。 ### 1，代理模式 **代理模式為物件提供一個代理，來控制對該物件的訪問**。代理代表了原始物件，而不是真實的物件本身。代理模式在不改變原始類程式碼的情況下，通過引入**代理類**來給原始類附加功能。代理模式的類圖如下： ![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210105182656328.png?) **RealSubject** 是原始類，**Proxy** 代理類，它們都實現了 **Subject** 介面，這使得代理類可以取代原始類。原始類通常在代理類的後面，客戶端不會直接訪問原始類，而是隻訪問代理類。代理類在收到客戶端的請求之後，會替客戶端去訪問原始類，然後將結果返回給客戶端。 ![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210105184208959.png) 代理類中儲存了原始類物件的引用，代理類的實際操作還是通過呼叫原始類來完成，但代理類除了完成原始類的基本功能之外，還可以新增一些其它必要的功能。 >

這看起來，代理模式很像裝飾器模式，但它們的設計意圖是不一樣的。代理模式的目的是為了控制和管理原始物件的訪問；而裝飾器模式是為了增強原有物件的能力，而且往往一個物件會被一個或多個裝飾器多次包裝。 ### 2，代理模式示例下面通過一個簡單的例子，來看下如何使用代理模式。假如我們現在有一個類 **Server**： ```java class Server { public void handleRequest() { // 處理過程 System.out.println("handle client request."); } } ``` **Server** 類中有一個 `handleRequest` 方法，用於處理客戶端請求。現在我們想統計處理客戶端請求需要的時間，最簡單直接的做法是在 `handleRequest` 方法中新增計算時間的程式碼，如下： ```java public void handleRequest() { long startTime = System.currentTimeMillis(); // 處理過程 System.out.println("handle client request."); long endTime = System.currentTimeMillis(); long reqTime = endTime - startTime; System.out.println(reqTime); } ``` 這樣做的缺點是，在正常的業務處理流程中，添加了一些無關程式碼，使得統計程式碼與業務程式碼耦合在一起。這種情況，就可以使用代理模式來處理，而無需改動原有程式碼。首選建立一個介面 **ServerInterface**，讓代理類和原始類都繼承該介面。 ```java interface ServerInterface { void handleRequest(); } ``` 原始類實現 **ServerInterface** 介面，**Server** 只需專注業務處理： ```java class Server implements ServerInterface { public void handleRequest() { // 處理過程 System.out.println("handle client request."); } } ``` 下面建立代理類，負責統計時間： ```java class ServerProxy implements ServerInterface { private Server server; public ServerProxy(Server server) { this.server = server; } public void handleRequest() { long startTime = System.currentTimeMillis(); // 呼叫原始類 server.handleRequest(); long endTime = System.currentTimeMillis(); long reqTime = endTime - startTime; System.out.println(reqTime); } } ``` **ServerProxy** 中儲存了 **Server** 物件的引用，會在必要的時候呼叫原始類，從而完成原始類的功能。之後，客戶端只需要與代理互動，而不需要跟原始類互動。可以看到，這種實現方式並沒有直接修改 **Server**，而是建立了 **Server** 的代理，避免給 **Server** 帶來不必要的麻煩。 ***使用繼承的方式來實現代理*** 上面這種代理的實現方式，使用的是組合的方式，也就是代理類中儲存了一個原始類物件的引用。如果在實際的專案中，原始類來自第三方庫，這樣就不能讓原始類實現一個介面，因為我們不能修改第三方庫。此時，為了使用代理模式，可以繼承的方式，也就是讓代理類繼承原始類，如下： ```java class ServerProxy extends Server { public void handleRequest() { long startTime = System.currentTimeMillis(); // 呼叫原始類 super.handleRequest(); long endTime = System.currentTimeMillis(); long reqTime = endTime - startTime; System.out.println(reqTime); } } ``` 此時，代理模式的類圖就變成了下面這樣： ![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210105193818975.png) ### 3，代理模式的應用代理模式有很多的應用場景，下面來看一些常用的。 ***遠端代理*** **遠端代理**用於控制訪問遠端物件，客戶端與原始類在不同的地址空間中，遠端代理通過網路來為客戶端提供服務。遠端代理的架構圖如下： ![在這裡插入圖片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210105221715602.png?) 上圖中的客戶輔助物件就是代理，客戶端將請求發給代理，代理將請求通過網路轉發給服務輔助物件。服務輔助物件接收代理的請求後，再將請求轉給真實的服務物件，服務物件處理完請求後，再將處理結果一步步的傳給客戶端。在 **Java** 中可以通過 **RMI** 來構建遠端代理服務。 ***虛擬代理*** **虛擬代理**用於控制訪問**建立開銷大的資源**，它作為建立開銷大的物件的代表。在虛擬代理中，只有我們真正需要一個物件的時候，才會建立它。在物件建立完成之前，由虛擬代理來處理客戶端的訪問；在物件建立之後，虛擬代理將客戶端的請求委託給真實物件處理。 ***保護代理*** **保護代理**基於訪問許可權來控制對資源的訪問，**保護代理**可以不讓客戶端訪問某些資源。 ***防火牆代理*** 防火牆代理用於控制網路資源的訪問，使資源免於“壞客戶”的攻擊。 ***智慧引用代理*** 當資源被引用時，計算資源被引用的次數。 ***快取代理*** 為開銷大的資源提供暫存服務，以減少計算和網路延遲。 ### 4，動態代理代理模式有一個缺點，就是需要在代理類中實現原始類的所有方法，而且如果原始類很多的話，就需要建立很多的代理類，從而導致專案中類的數量倍增。如果代理類的功能相近的話，還會導致許多重複程式碼。為了解決這個問題，可以使用**動態代理**。動態代理不需要事先為每個原始類編寫代理類，而是在執行時，**動態的為原始類建立代理類**，然後用代理類來替換原始類。在 **Java** 中可以使用 `java.lang.reflect` 包中的 **Proxy** 類和 **InvocationHandler** 介面來實現動態代理，其中用到了**Java 反射**的原理。 ### 5，總結代理模式提供了一個原有服務的代理，這樣使得客戶不直接訪問原有服務，而是通過代理間接訪問原服務，達到了控制原有服務訪問的目的。代理模式可以用組合與繼承兩種方式來實現。代理模式有時候會導致代理類過多和程式碼重複的問題，這個問題可以用動態代理來解決。有時候代理模式看起來像是[裝飾者模式](https://www.cnblogs.com/codeshell/p/14210116.html)，但它們的設計意圖是不一樣的。代理模式的應用場景有很多，比如遠端代理，虛擬代理，保護代理等。（本節完。） --- **推薦閱讀：** [介面卡模式-讓不相容的介面得以適配](https://www.cnblogs.com/codeshell/p/14228610.html) [外觀模式-簡化子系統的複雜性](https://www.cnblogs.com/codeshell/p/14234062.html) [模板方法模式-封裝一套演算法流程](https://www.cnblogs.com/codeshell/p/14239615.html) [迭代器模式-統一集合的遍歷方式](https://www.cnblogs.com/codeshell/p/14244944.html) [狀態模式-將狀態和行為封裝成物件](https://www.cnblogs.com/codeshell/p/14250233.html) --- *歡迎關注作者公眾號，獲取更多技術乾貨。* ![碼農充電站pro](https://img-blog.csdnimg.cn/20200505082843773.png?#pic

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