设计模式-代理模式

Jensen 2024-07-02 15:50:05 Java Java, 设计模式

前言

在Java开发中，设计模式是常用的一种编码方式，合理使用设计模式可以帮助开发人员更快地编写出高效、可靠和可维护的代码。本期将撰写一个关于设计模式的系列文章，总共23种设计模式将以一篇一篇文章讲解，代码笔记已开源至：Gitee点击跳转。在上一篇《Java设计模式（9）享元模式》文章中，我们介绍了享元模式。本文是这个系列的第十篇章，我们将讲解一下代理模式的实现方式、应用场景以及它的用途。

代理模式

在代理模式中，一个类代表另一个类的功能，这种类型的设计模式属于结构型模式。代理模式通过引入一个代理对象来控制对原对象的访问。代理对象在客户端和目标对象之间充当中介，负责将客户端的请求转发给目标对象，同时可以在转发请求前后进行额外的处理。

代理模式又有两种主要形式：

静态代理：在编译时就已经确定了代理类和被代理类之间的关系，通常需要为每个被代理类都编写一个对应的代理类，并实现相同的接口。静态代理的优点是简单易懂，缺点是不灵活，代码冗余。
动态代理：在运行时动态生成代理对象，并根据反射机制调用被代理类的方法。动态代理可以使用Java原生API或者第三方框架来实现，如JDK Proxy、CGLIB、等。

使用场景

当需要在访问一个对象时进行一些控制或额外处理时，比如我想要在调用某个方法之前或之后添加日志、缓存、事务等功能。
控制对原始对象的访问权限，常用于安全控制和权限管理。例如，实现一个文件访问权限控制时。

代码实现

以下将采用银行与代理银行之间的关系简单实现一下。

/**
 * 银行接口
 * @author Jensen
 * @date 2024-03-28
 * */
public interface Bank {
    void deposit(BigDecimal amount);
    void withdraw(BigDecimal amount);
}
/**
 * 实现银行接口
 * @author Jensen
 * @date 2024-03-28
 * */
public class RealBank implements Bank {
    private BigDecimal balance = new BigDecimal("0.00");

    @Override
    public void deposit(BigDecimal amount) {
        balance = balance.add(amount);
        System.out.println("存款操作完成。当前余额：" + balance + "元");
    }

    @Override
    public void withdraw(BigDecimal amount) {
        if (balance.compareTo(amount) >= 0) {
            balance = balance.subtract(amount);
            System.out.println("取款操作完成。当前余额：" + balance + "元");
        } else {
            System.out.println("余额不足。当前余额：" + balance + "元");
        }
    }
}

以上代码我们创建了一个Bank，分别有deposit和withdraw，然后有RealBank实现了Bank并对两个方法做了实际处理。接下来我们需要创建代理对象去代理这个RealBank

静态代理

/**
 * 代理银行
 * @author Jensen
 * @date 2024-03-28
 * */
public class ProxyRealBank implements Bank {
    private final RealBank realBank;

    public ProxyRealBank() {
        this.realBank = new RealBank();
    }

    @Override
    public void deposit(BigDecimal amount) {
        realBank.deposit(amount);
    }

    @Override
    public void withdraw(BigDecimal amount) {
        realBank.withdraw(amount);
    }
}

ProxyRealBank 类也实现了 Bank 接口，但它不直接处理deposit和withdraw，而是将请求转发给一个内部的 RealBank 对象。充当一个中介角色，并且也可以做一些额外的操作。外部只需要调用它就OK了。

动态代理

/**
 * 代理银行（动态代理）
 * @author Jensen
 * @date 2024-03-28
 * */
public class BankInvocationHandler implements InvocationHandler {
    private final Object obj;

    public BankInvocationHandler(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        return method.invoke(obj, args);
    }
}

上述代码使用JDK动态代理实现

BankInvocationHandler 类实现了 InvocationHandler 接口。这个接口有一个方法 invoke，用于处理对代理实例的方法调用。
BankInvocationHandler 的构造方法接受一个对象作为参数（可代理多种对象），这个对象就是实际处理方法调用的对象。在这里我们是 RealBank 类的实例。
invoke 方法会在代理实例上调用任何方法时被调用。它接受三个参数：proxy：代理实例、method：被调用的方法、args：方法调用的参数。在 invoke 方法中，实际的方法调用被转发给了 obj 对象（即本文中的 RealBank 类实例）。

测试使用

System.out.println("------------------------------代理模式（静态代理）-----------------------------");
Bank bank = new ProxyRealBank();
// 存款和取款
BigDecimal money1 = new BigDecimal("100.50");
BigDecimal money2 = new BigDecimal("53.20");
BigDecimal money3 = new BigDecimal("47.55");
System.out.println("向银行存款"+money1+"元");
bank.deposit(money1);
System.out.println("向银行取款"+money2+"元");
bank.withdraw(money2);
System.out.println("向银行取款"+money3+"元");
bank.withdraw(money3);
System.out.println("------------------------------代理模式（动态代理）-----------------------------");
RealBank realBank = new RealBank();
BankInvocationHandler handler = new BankInvocationHandler(realBank);
// 使用动态代理创建 Bank 接口的代理对象
Bank bank1 = (Bank) Proxy.newProxyInstance(Bank.class.getClassLoader(),new Class<?>[]{Bank.class},handler);
System.out.println("向银行存款"+money1+"元");
bank1.deposit(money1);
System.out.println("向银行取款"+money2+"元");
bank1.withdraw(money2);
System.out.println("向银行取款"+money3+"元");
bank1.withdraw(money3);

结语

代理模式 主要解决的是在直接访问某些对象时可能遇到的问题，例如对象创建成本高、需要安全控制或远程访问等。

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