java設計模式—代理模式（proxy pattern）

1. 概述
代理模式是一種物件結構型模式。在代理模式中引入了一個新的代理物件，代理物件在客戶端物件和目標物件之間起到中介的作用，它去掉客戶不能看到的內容和服務或者增添客戶需要的額外的新服務。
2. 定義
代理模式：給某一個物件提供一個代理或佔位符，並由代理物件來控制對原物件的訪問。
3. UML圖

由圖可知，代理模式包含如下三個角色：
(1) Subject（抽象主題角色）：它聲明瞭真實主題和代理主題的共同介面，這樣一來在任何使用真實主題的地方都可以使用代理主題，客戶端通常需要針對抽象主題角色進行程式設計。
(2) Proxy（代理主題角色）

：它包含了對真實主題的引用，從而可以在任何時候操作真實主題物件；在代理主題角色中提供一個與真實主題角色相同的介面，以便在任何時候都可以替代真實主題；代理主題角色還可以控制對真實主題的使用，負責在需要的時候建立和刪除真實主題物件，並對真實主題物件的使用加以約束。通常，在代理主題角色中，客戶端在呼叫所引用的真實主題操作之前或之後還需要執行其他操作，而不僅僅是單純呼叫真實主題物件中的操作。
(3) RealSubject（真實主題角色）：它定義了代理角色所代表的真實物件，在真實主題角色中實現了真實的業務操作，客戶端可以通過代理主題角色間接呼叫真實主題角色中定義的操作。
4. 簡單實現

//定義抽象主題
 

public interface Subject {
    void request();
}
//定義真實主題
public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void request() {
        System.out.println("Real Subject");
    }
}
public class Proxy implements Subject {
    private RealSubject realSubject = new RealSubject(); //維持一個對真實主題物件的引用
 


    public void PreRequest() {
        //TODO: 執行請求前的操作
    }
    public void PostRequest()
    {
        //TODO:執行請求後的操作
    }

    @Override
    public void request() {
        PreRequest();
        realSubject.request(); //呼叫真實主題物件的方法
        PostRequest();
    }
}

5. 簡單示例
我們就以租房場景為例，程式碼如下：

//定義租房介面
public interface IRent {
    //獲取房屋價格
    double getPrice();
    //簽訂合同
    void sign();
    //取得鑰匙
    void getKey();
}
//具體的租客
public class XiaoMiRent implements IRent {
    @Override
    public double getPrice() {
        return 0;
    }

    @Override
    public void sign() {
        System.out.println("XiaoMin sign");
    }

    @Override
    public void getKey() {
        System.out.println("XiaoMin getKey");
    }
}
//定義代理類
public class ProxyRent implements IRent {
    IRent rent;
    public ProxyRent(IRent rent)
    {
        this.rent = rent;
    }
    @Override
    public double getPrice() {
        return rent.getPrice();
    }

    @Override
    public void sign() {
        rent.sign();
    }

    @Override
    public void getKey() {
        rent.getKey();
    }
}
//測試類
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        XiaoMiRent xiaoMiRent = new XiaoMiRent();
        IRent proxyRent = new ProxyRent(xiaoMiRent);
        proxyRent.getPrice();
        proxyRent.sign();
        proxyRent.getKey();
    }
}

上述測試類執行結果如下：

XiaoMin sign
XiaoMin getKey

6. 優缺點
代理模式的共同優點如下：
(1) 能夠協調呼叫者和被呼叫者，在一定程度上降低了系統的耦合度。
(2) 客戶端可以針對抽象主題角色進行程式設計，增加和更換代理類無須修改原始碼，符合開閉原則，系統具有較好的靈活性和可擴充套件性。
此外，不同型別的代理模式也具有獨特的優點，例如：
(1) 遠端代理為位於兩個不同地址空間物件的訪問提供了一種實現機制，可以將一些消耗資源較多的物件和操作移至效能更好的計算機上，提高系統的整體執行效率。
(2) 虛擬代理通過一個消耗資源較少的物件來代表一個消耗資源較多的物件，可以在一定程度上節省系統的執行開銷。
(3) 緩衝代理為某一個操作的結果提供臨時的快取儲存空間，以便在後續使用中能夠共享這些結果，優化系統性能，縮短執行時間。
(4) 保護代理可以控制對一個物件的訪問許可權，為不同使用者提供不同級別的使用許可權。
模式缺點
代理模式的主要缺點如下：
(1) 由於在客戶端和真實主題之間增加了代理物件，因此有些型別的代理模式可能會造成請求的處理速度變慢，例如保護代理。
(2) 實現代理模式需要額外的工作，而且有些代理模式的實現過程較為複雜，例如遠端代理。
7. 使用場景
代理模式的型別較多，不同型別的代理模式有不同的優缺點，它們應用於不同的場合：
(1) 當客戶端物件需要訪問遠端主機中的物件時可以使用遠端代理。
(2) 當需要用一個消耗資源較少的物件來代表一個消耗資源較多的物件，從而降低系統開銷、縮短執行時間時可以使用虛擬代理，例如一個物件需要很長時間才能完成載入時。
(3) 當需要為某一個被頻繁訪問的操作結果提供一個臨時儲存空間，以供多個客戶端共享訪問這些結果時可以使用緩衝代理。通過使用緩衝代理，系統無須在客戶端每一次訪問時都重新執行操作，只需直接從臨時緩衝區獲取操作結果即可。
(4) 當需要控制對一個物件的訪問，為不同使用者提供不同級別的訪問許可權時可以使用保護代理。
(5) 當需要為一個物件的訪問（引用）提供一些額外的操作時可以使用智慧引用代理。