代理模式(Proxy Pattern)是一种结构型设计模式,它为其他对象提供一种代理,以控制对这个对象的访问。这种模式创建具有原始对象相同接口的对象,以便在客户端不改变其代码的情况下使用代理对象。代理对象内部包含对真实对象的引用,从而可以(在必要时)将调用操作转发给真实对象。
概念:
代理模式包括以下主要角色:
- Subject(抽象主题):定义了代理对象和真实对象共有的接口,以便代理对象可以访问真实对象的方法。
- Proxy(代理):实现了Subject接口,并包含对真实对象的引用。代理对象会覆盖真实对象的方法,以提供额外的操作(例如,在调用真实对象方法前后添加日志记录)。
- RealSubject(真实主题):是代理对象所代表的真实对象,实现Subject接口。
应用场景:
代理模式在以下场景中非常有用:
- 远程代理:当一个对象需要在不同的计算机上访问时,代理可以作为中介来处理远程方法调用。
- 虚拟代理:当创建一个大的对象时,可以使用代理来延迟初始化,从而避免初始化开销。
- 安全代理:通过代理可以限制对真实对象的访问,只有满足特定条件的主体才能访问真实对象。
- 延迟加载:代理可以在需要时才加载或创建真实对象,从而实现延迟加载。
- 缓冲代理:可以存储对真实对象的调用结果,当多次请求相同数据时,可以直接返回缓存的结果,从而提高效率。
示例:
考虑一个图像处理的应用程序,我们希望能够对图像进行加水印的操作。为了不修改现有的图像处理代码,我们可以使用代理模式来实现:
interface Image { void display(); } class RealImage implements Image { private String filename; public RealImage(String filename) { this.filename = filename; loadImageFromDisk(); } private void loadImageFromDisk() { System.out.println("Loading " + filename); } @Override public void display() { System.out.println("Displaying " + filename); } } class ProxyImage implements Image { private RealImage realImage; private String filename; public ProxyImage(String filename) { this.filename = filename; } @Override public void display() { if (realImage == null) { realImage = new RealImage(filename); } realImage.display(); } } public class ProxyPatternDemo { public static void main(String[] args) { Image image = new ProxyImage("test_image.jpg"); image.display(); // 加载和显示图像 image.display(); // 只显示图像,不重新加载 } }
在这个例子中,RealImage
类是真实对象,它负责从磁盘加载图像并显示。ProxyImage
类是代理对象,它包含一个RealImage
对象。当调用display
方法时,代理将首先检查RealImage
对象是否已加载,如果没有,则先加载图像,然后显示。这样,代理模式允许我们在不修改原始图像处理代码的情况下,添加新的功能(如加水印)。