基本概念

代理模式：是一种结构型设计模式，为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。代理对象作为客户端和目标对象之间的中介，允许在不修改目标对象的情况下，添加额外的控制逻辑（如访问权限、延迟加载、日志记录，事务管理等）。

核心结构：

  1. 抽象主题（Subject）：定义代理和真实对象的共同接口
  2. 真实主题（Real Subject）：实际需要被代理的对象
  3. 代理主题（Proxy）：持有真实主题的引用，控制对真实主题的访问

示例说明

场景：设计一个图片加载系统，需要对大尺寸图片实现延迟加载（只有在真正需要显示时才加载实际图片），避免初始加载时消耗过多资源。

  1. 图片显示接口
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代码实现
// 抽象主题：定义图片显示接口
public interface Image {
    void display();
}

  1. 真实主题：实际图片对象（加载大尺寸图片资源）
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public class RealImage implements Image {
    private String fileName;
    
    public RealImage(String fileName) {
        this.fileName = fileName;
        loadFromDisk(fileName); // 模拟从磁盘加载图片（耗时操作）
    }
    
    private void loadFromDisk(String fileName) {
        System.out.println(“加载图片: “ + fileName);
    }
    
    @Override
    public void display() {
        System.out.println(“显示图片: “ + fileName);
    }
}

  1. 代理主题：控制对真实图片的访问
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public class ProxyImage implements Image {
    private String fileName;
    private RealImage realImage; // 延迟加载真实图片对象
    
    public ProxyImage(String fileName) {
        this.fileName = fileName;
    }
    
    @Override
    public void display() {
        // 首次访问时才创建真实图片对象（延迟加载）
        if (realImage == null) {
            realImage = new RealImage(fileName);
        }
        // 可以在调用真实对象前后添加额外逻辑
        System.out.println(“代理前置操作：检查访问权限”);
        realImage.display();
        System.out.println(“代理后置操作：记录访问日志”);
    }
}

  1. 测试验证
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public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用代理对象替代真实对象
        Image image = new ProxyImage(“largeImage.jpg”);
        
        System.out.println(“程序初始化，未加载真实图片”);
        // 第一次调用display时，代理会创建真实图片对象
        image.display();
        
        System.out.println(“\n第二次调用display，直接使用缓存的真实图片”);
        image.display(); // 真实图片已加载，直接使用
    }
}

  1. 执行结果
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程序初始化，未加载真实图片
代理前置操作：检查访问权限
加载图片: largeImage.jpg
显示图片: largeImage.jpg
代理后置操作：记录访问日志

第二次调用display，直接使用缓存的真实图片
代理前置操作：检查访问权限
显示图片: largeImage.jpg
代理后置操作：记录访问日志

使用代理模式创建代表对象。代表对象控制对另一个对象的访问，被代表的对象可以是远程的对象、创建开销大的对象或需要安全控制的对象。

什么是对象代理控制访问呢？可以认为由代理对象控制被代理对象的访问，之所以需要控制，在某种意义上客户对象不知道如何使用被代理对象，这个时候代理对象可以做一些额外的处理，方便客户对象使用。

类图如下：
类图

总结

优点

  • 控制访问：可以在代理中添加权限控制、流量限制等逻辑
  • 延迟加载：避免过早创建资源密集型对象（如示例中的大图片）
  • 增强功能：在不修改目标对象的情况下，添加日志、缓存、事务等功能
  • 保护目标对象：隐藏真实对象的细节，防止客户端直接访问敏感对象

缺点

  • 增加复杂度：引入代理类后，系统中类的数量增加
  • 性能开销：代理调用会带来额外的方法调用开销（但合理使用可优化性能，如延迟加载）

使用场景

  • 动态代理：java.lang.reflect.Proxy 用于创建接口的代理对象
  • 远程方法调用（RMI）：java.rmi 包中使用代理封装远程对象的访问
  • 懒加载集合：java.util.Collections 中的某些包装类（如 LazyList）