### Java设计模式之代理模式详解
#### 模式概述
代理模式是软件设计领域中一种常用的设计模式之一，尤其在面向对象编程语言如Java中应用广泛。代理模式的主要目的是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在很多实际应用场景中，直接访问某个对象可能会带来一些问题，例如安全问题、性能问题等。这时候就可以通过引入一个代理对象来进行间接访问，从而解决这些问题。
#### 模式动机
代理模式的动机在于，在某些情况下，一个客户端并不想或者不能直接引用一个对象，而是希望通过一个第三方——“代理”来间接地操作目标对象。代理对象可以在客户端和目标对象之间起到桥梁的作用，并能够通过代理对象隐藏客户不需要看到的内容和服务，或者添加额外的服务。
#### 模式定义
代理模式(Proxy Pattern)，也称为委托模式，是一种结构型设计模式，其核心思想是在访问一个对象时，先通过另一个对象来控制对该对象的访问。简单来说，就是给某一个对象提供一个代理，并由代理对象控制对原对象的引用。
#### 模式结构
代理模式主要涉及以下角色：
- **Subject(抽象主题角色)**：定义了真实主题和代理主题的共同接口，这样代理主题就能够用来代替真实主题。
- **Proxy(代理主题角色)**：包含一个指向真实主题的引用以便维持到真实主题的连接，同时提供了与真实主题相同的接口以便客户端能够通过代理主题来访问真实主题。
- **RealSubject(真实主题角色)**：定义了代理主体所代表的真实对象。
#### 模式结构示例
考虑一个简单的代理模式结构，其中包含三个主要组成部分：接口、代理类以及实现类。
```java
// 抽象主题角色
interface Subject {
void request();
}
// 真实主题角色
class RealSubject implements Subject {
@Override
public void request() {
System.out.println("RealSubject handles request.");
}
}
// 代理主题角色
class Proxy implements Subject {
private RealSubject realSubject;
public Proxy() {
realSubject = new RealSubject();
}
@Override
public void request() {
preRequest();
realSubject.request();
postRequest();
}
private void preRequest() {
System.out.println("Proxy: Preprocessing request before sending it to the RealSubject.");
}
private void postRequest() {
System.out.println("Proxy: Postprocessing request after receiving a response from the RealSubject.");
}
}
```
#### 模式实例解析
##### 实例一：论坛权限控制代理
在一个论坛系统中，已注册用户和游客具有不同的权限。例如，已注册的用户可以发帖、修改个人信息等，而游客则只能浏览帖子。这里可以采用代理模式中的保护代理来控制对这些功能的访问。
```java
// 抽象权限角色
interface Permission {
void modifyUserInfo();
void viewNote();
void publishNote();
void modifyNote();
}
// 真实权限角色
class RealPermission implements Permission {
@Override
public void modifyUserInfo() {
System.out.println("RealPermission: Modify user info.");
}
@Override
public void viewNote() {
System.out.println("RealPermission: View note.");
}
@Override
public void publishNote() {
System.out.println("RealPermission: Publish note.");
}
@Override
public void modifyNote() {
System.out.println("RealPermission: Modify note.");
}
}
// 权限代理角色
class PermissionProxy implements Permission {
private RealPermission realPermission;
private int level;
public PermissionProxy() {
realPermission = new RealPermission();
level = 0; // 默认游客级别
}
public void setLevel(int level) {
this.level = level;
}
@Override
public void modifyUserInfo() {
if (level >= 1) { // 用户级别
realPermission.modifyUserInfo();
} else {
System.out.println("PermissionProxy: Permission denied for modifyUserInfo.");
}
}
@Override
public void viewNote() {
realPermission.viewNote();
}
@Override
public void publishNote() {
if (level >= 1) { // 用户级别
realPermission.publishNote();
} else {
System.out.println("PermissionProxy: Permission denied for publishNote.");
}
}
@Override
public void modifyNote() {
if (level >= 1) { // 用户级别
realPermission.modifyNote();
} else {
System.out.println("PermissionProxy: Permission denied for modifyNote.");
}
}
}
```
#### 模式效果与应用
代理模式的主要优势包括：
1. **安全性**：通过代理模式可以添加额外的安全检查。
2. **控制访问**：可以添加额外的功能来控制对对象的访问。
3. **智能引用**：当对象被创建之后，代理可以负责对象的生命周期管理。
4. **性能优化**：比如缓存代理可以用来缓存对象的状态，提高性能。
#### 模式扩展
除了基本的代理模式外，还有几种扩展类型，包括：
- **虚拟代理**：用来表示一个开销很大的对象，可以仅在需要它的时候才会真正地创建。
- **远程代理**：用来表示一个位于不同地址空间的对象。
- **缓冲代理**：用来控制对资源的访问，特别是对于那些获取成本较大的资源而言。
- **保护代理**：用于控制不同种类的客户端对真实对象的访问权限。
代理模式是软件设计中非常实用的一种模式，特别是在处理对象的访问控制、延迟加载等方面有着广泛的应用。
