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结构型模式：代理模式

news 2025/7/5 9:50:08

什么是代理模式？

代理模式很像我们生活中的"中间人"。想象一下，当你请明星参加活动时，你通常不会直接联系明星本人，而是联系他的经纪人。这个经纪人就是一个"代理"，他代表明星处理各种事务，筛选请求，安排日程等。

在编程中，代理模式也是这样工作的：我们创建一个"代理对象"，它控制着对另一个"真实对象"的访问。当你想使用真实对象时，你实际上是在和代理对象打交道。

为什么要用代理模式？

思考场景：

你想在访问某个重要文件前检查使用者的权限
你需要延迟加载一个很大的图片，直到真正需要显示它时
你希望记录每次对数据库的访问操作
你要在网络上远程调用另一台计算机上的程序

这些场景都很适合使用代理模式，它可以帮我们：

控制访问：像保安一样，检查谁能访问对象
延迟加载：懒惰一点，等真正需要时才创建开销大的对象
增加功能：在不改变原对象的情况下，添加新功能
远程访问：让远程对象看起来就像本地对象一样易用

代理模式长什么样？

用一个餐厅点餐的例子来说明。顾客（客户端）不直接告诉厨师（真实对象）做什么菜，而是告诉服务员（代理），服务员再把请求传给厨师。

// 菜单接口
interface FoodService {void orderFood(String food);
}// 厨师（真实对象）
class Chef implements FoodService {@Overridepublic void orderFood(String food) {System.out.println("厨师正在烹饪: " + food);}
}// 服务员（代理对象）
class Waiter implements FoodService {private Chef chef = new Chef();@Overridepublic void orderFood(String food) {System.out.println("服务员记录订单: " + food);// 检查库存if ("鱼翅".equals(food)) {System.out.println("抱歉，鱼翅已售罄");return;}// 转发给厨师chef.orderFood(food);System.out.println("服务员准备上菜: " + food);}
}// 顾客使用
class Customer {public static void main(String[] args) {FoodService waiter = new Waiter();waiter.orderFood("宫保鸡丁");waiter.orderFood("鱼翅");}
}

在这个例子中，Waiter（服务员）就是一个代理，它实现了和Chef（厨师）相同的接口，但在转发请求前后添加了额外的处理。

代理模式有哪些种类？

1. 静态代理：写死在代码里的代理

上面餐厅的例子就是静态代理。代理关系在写代码时就确定了，服务员只能代理厨师。

生活例子：固定的售票窗口只能卖特定线路的车票。

2. 动态代理：灵活多变的代理

不用事先为每个对象写好代理类，而是在程序运行时动态创建代理。

生活例子：万能中介，今天代理房屋出租，明天代理二手车买卖。

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;// 动态代理处理器
class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {private Object target; // 可以是任何对象public DynamicProxyHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {System.out.println("开始处理: " + method.getName());// 调用目标对象的方法Object result = method.invoke(target, args);System.out.println("处理完成: " + method.getName());return result;}
}// 动态代理示例
public class DynamicProxyDemo {public static void main(String[] args) {// 创建真实对象Chef chef = new Chef();// 创建动态代理FoodService proxy = (FoodService) Proxy.newProxyInstance(FoodService.class.getClassLoader(),new Class<?>[] { FoodService.class },new DynamicProxyHandler(chef));// 使用代理proxy.orderFood("糖醋排骨");}
}

3. 远程代理：远在天边，近在眼前

让远程对象看起来像本地对象一样。

生活例子：你在国内用支付宝付款，但实际上商品在美国，支付宝作为代理处理了跨国支付细节。

4. 保护代理：守门员

控制对敏感对象的访问。

生活例子：保安检查你的门禁卡，确认你有权限才让你进入大楼。

5. 虚拟代理：按需加载

延迟创建开销大的对象，直到真正需要。

生活例子：你打开网页时，图片可能显示一个占位符，然后慢慢加载出来。

class HeavyImage implements Image {private String filename;public HeavyImage(String filename) {this.filename = filename;loadFromDisk();}private void loadFromDisk() {System.out.println("加载大图片: " + filename + "（这很慢）");// 模拟耗时操作try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { }}public void display() {System.out.println("显示: " + filename);}
}class ImageProxy implements Image {private String filename;private HeavyImage realImage;public ImageProxy(String filename) {this.filename = filename;}public void display() {// 延迟加载，直到真正需要显示时if (realImage == null) {realImage = new HeavyImage(filename);}realImage.display();}
}

实际生活中的代理模式

明星和经纪人

明星：真实对象
经纪人：代理
粉丝/商家：客户端

经纪人负责筛选邀约、谈判报酬、安排日程，保护明星不被骚扰。

网购和电商平台

生产厂家：真实对象
电商平台：代理
消费者：客户端

淘宝、京东等平台作为代理，负责展示商品、处理支付、物流等。

法律代理

法律：真实对象
律师：代理
当事人：客户端

律师代表当事人处理法律事务，提供专业建议和服务。

实用场景示例：图片加载器

假设我们在开发一个相册应用，需要显示大量高清图片。如果一次性加载所有图片，会很慢且浪费内存。我们可以使用代理模式来延迟加载图片：

interface Image {void display();
}// 真实图片（重量级对象）
class RealImage implements Image {private String filename;public RealImage(String filename) {this.filename = filename;loadFromDisk();}private void loadFromDisk() {System.out.println("加载图片：" + filename);// 模拟耗时的加载过程try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { }}@Overridepublic void display() {System.out.println("显示图片：" + filename);}
}// 图片代理
class ProxyImage implements Image {private String filename;private RealImage realImage;public ProxyImage(String filename) {this.filename = filename;}@Overridepublic void display() {if (realImage == null) {realImage = new RealImage(filename);}realImage.display();}
}// 相册应用
public class PhotoAlbum {public static void main(String[] args) {// 创建相册（使用代理）Image[] album = new Image[5];album[0] = new ProxyImage("高清风景1.jpg");album[1] = new ProxyImage("高清风景2.jpg");album[2] = new ProxyImage("高清风景3.jpg");album[3] = new ProxyImage("高清风景4.jpg");album[4] = new ProxyImage("高清风景5.jpg");// 浏览相册（只有查看的图片才会被加载）System.out.println("打开相册...");// 用户只查看了第3张图片album[2].display();}
}

实用场景示例：权限控制

假设我们有一个文件系统，不同用户有不同的访问权限：

// 文件接口
interface File {String read();void write(String content);
}// 真实文件
class RealFile implements File {private String name;private String content;public RealFile(String name) {this.name = name;this.content = "这是" + name + "的内容";}@Overridepublic String read() {System.out.println("读取文件: " + name);return content;}@Overridepublic void write(String content) {System.out.println("写入文件: " + name);this.content = content;}
}// 文件访问代理
class FileAccessProxy implements File {private RealFile realFile;private String user;public FileAccessProxy(String filename, String user) {this.realFile = new RealFile(filename);this.user = user;}@Overridepublic String read() {// 所有用户都可以读取return realFile.read();}@Overridepublic void write(String content) {// 检查写入权限if ("admin".equals(user)) {realFile.write(content);} else {System.out.println("权限不足：用户 " + user + " 没有写入权限");}}
}// 文件系统
public class FileSystem {public static void main(String[] args) {// 普通用户访问File userFile = new FileAccessProxy("用户数据.txt", "张三");System.out.println(userFile.read());  // 允许读取userFile.write("尝试修改内容");  // 拒绝写入System.out.println();// 管理员访问File adminFile = new FileAccessProxy("用户数据.txt", "admin");System.out.println(adminFile.read());  // 允许读取adminFile.write("管理员修改的内容");  // 允许写入}
}