1.写在前
代理模式(Proxy): 为其他对象提供一个代理,用来控制这个对象的访问。
解读：使用代理模式以后，客户端直接访问代理，代理在客户端和目标对象之间起到中介的作用。
案例分析：
当我们开发了一个 MetricsCollector 类，用来收集接口请求的原始数据，比如访问时间、处理时长等。具体代码如下：
当我们开发了一个 MetricsCollector 类，用来收集接口请求的原始数据，比如访问时间、处理时长等。具体代码如下：
public class UserController { //...省略其他属性和方法... private MetricsCollector metricsCollector; //依赖注入 public UserVo login(String telephone, String password) { long startTimestamp = System.currentTimeMillis(); // ... 省略login逻辑... long endTimeStamp = System.currentTimeMillis(); long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp; RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("login", responseTime, startTimestamp); metricsCollector.recordRequest(requestInfo); //...返回UserVo数据... } public UserVo register(String telephone, String password) { long startTimestamp = System.currentTimeMillis(); // ... 省略register逻辑... long endTimeStamp = System.currentTimeMillis(); long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp; RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("register", responseTime, startTimestamp); metricsCollector.recordRequest(requestInfo); //...返回UserVo数据... } }
上述代码存在的问题：非业务代码和业务代码耦合！
- 第一，性能计数器框架代码侵入到业务代码中，跟业务代码高度耦合。
- 第二，收集接口请求的代码跟业务代码无关，本就不应该放到一个类中。
2.重构方案
（1）优化方案1：原始类和代理类实现相同的接口
为了将框架代码和业务代码解耦，代理模式就派上用场了。
具体操作：代理类 UserControllerProxy 和原始类 UserController 实现相同的接口 IUserController。UserController 类只负责业务功能。代理类 UserControllerProxy 负责在业务代码执行前后附加其他逻辑代码，并通过委托的方式调用原始类来执行业务代码。
具体操作：代理类 UserControllerProxy 和原始类 UserController 实现相同的接口 IUserController。UserController 类只负责业务功能。代理类 UserControllerProxy 负责在业务代码执行前后附加其他逻辑代码，并通过委托的方式调用原始类来执行业务代码。
//1.抽象角色：抽象主题类的主要职责是生命真实主题和代理的共同接口方法，该类可以是接口，也可以是抽象类。 public interface IUserController { UserVo login(String telephone, String password); UserVo register(String telephone, String password); } //2.原始类/被代理类（RealSubject）：定义了代理所表示的真实对象，只负责系统中的真正的业务逻辑对象 public class UserController implements IUserController { //...省略其他属性和方法... @Override public UserVo login(String telephone, String password) { //...省略login逻辑... //...返回UserVo数据... } @Override public UserVo register(String telephone, String password) { //...省略register逻辑... //...返回UserVo数据... } } //3.代理类：具有RealSubject的引用，具备完全的对RealSubject的代理权，客户端调用代理对象的方法，也调用被代理对象的方法，但是会在代理对象前后增加一些逻辑代码。 public class UserControllerProxy implements IUserController { private MetricsCollector metricsCollector; private UserController userController; public UserControllerProxy(UserController userController) { this.userController = userController; this.metricsCollector = new MetricsCollector(); } @Override public UserVo login(String telephone, String password) { long startTimestamp = System.currentTimeMillis(); // 委托处理 UserVo userVo = userController.login(telephone, password); long endTimeStamp = System.currentTimeMillis(); long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp; RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("login", responseTime, startTimestamp); metricsCollector.recordRequest(requestInfo); return userVo; } @Override public UserVo register(String telephone, String password) { long startTimestamp = System.currentTimeMillis(); UserVo userVo = userController.register(telephone, password); long endTimeStamp = System.currentTimeMillis(); long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp; RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("register", responseTime, startTimestamp); metricsCollector.recordRequest(requestInfo); return userVo; } } //UserControllerProxy使用举例 //因为原始类和代理类实现相同的接口，是基于接口而非实现编程！！！ //将UserController类对象替换为UserControllerProxy类对象，不需要改动太多代码 IUserController userController = new UserControllerProxy(new UserController());
（2）优化方案2：代理类继承原始类
如果如果原始类并没有定义接口，并且原始类代码并不是我们开发维护的（比如它来自一个第三方的类库），我们也没办法直接修改原始类，给它重新定义一个接口。
具体操作：对于这种外部类的扩展，我们一般都是采用继承的方式。我们让代理类继承原始类，然后扩展附加功能。
// 代理类继承原始类 public class UserControllerProxy extends UserController { private MetricsCollector metricsCollector; public UserControllerProxy() { this.metricsCollector = new MetricsCollector(); } public UserVo login(String telephone, String password) { long startTimestamp = System.currentTimeMillis(); UserVo userVo = super.login(telephone, password); long endTimeStamp = System.currentTimeMillis(); long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp; RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("login", responseTime, startTimestamp); metricsCollector.recordRequest(requestInfo); return userVo; } public UserVo register(String telephone, String password) { long startTimestamp = System.currentTimeMillis(); UserVo userVo = super.register(telephone, password); long endTimeStamp = System.currentTimeMillis(); long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp; RequestInfo requestInfo = new RequestInfo("register", responseTime, startTimestamp); metricsCollector.recordRequest(requestInfo); return userVo; } } //UserControllerProxy使用举例 UserController userController = new UserControllerProxy();
上文的代码实现还是有点问题：
- 一方面，我们需要在代理类中，将原始类中的所有的方法，都重新实现一遍，并且为每个方法都附加相似的代码逻辑。
- 另一方面，如果要添加的附加功能的类有不止一个（这里只包括登录注册功能），我们需要针对每个类都创建一个代理类。
（3）优化方案3：动态代理原理解析
动态代理（Dynamic Proxy），就是我们不事先为每个原始类编写代理类，而是在运行的时候，动态地创建原始类对应的代理类，然后在系统中用代理类替换掉原始类。实际上，动态代理底层依赖的就是java的反射语法。
public class MetricsCollectorProxy { private MetricsCollector metricsCollector; public MetricsCollectorProxy() { this.metricsCollector = new MetricsCollector(); } // 动态创建代理 public Object createProxy(Object proxiedObject) { Class<?>[] interfaces = proxiedObject.getClass().getInterfaces(); DynamicProxyHandler handler = new DynamicProxyHandler(proxiedObject); return Proxy.newProxyInstance(proxiedObject.getClass().getClassLoader(), interfaces, handler); } private class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler { private Object proxiedObject; public DynamicProxyHandler(Object proxiedObject) { this.proxiedObject = proxiedObject; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { long startTimestamp = System.currentTimeMillis(); Object result = method.invoke(proxiedObject, args); long endTimeStamp = System.currentTimeMillis(); long responseTime = endTimeStamp - startTimestamp; String apiName = proxiedObject.getClass().getName() + ":" + method.getName(); RequestInfo requestInfo = new RequestInfo(apiName, responseTime, startTimestamp); metricsCollector.recordRequest(requestInfo); return result; } } } //MetricsCollectorProxy使用举例 MetricsCollectorProxy proxy = new MetricsCollectorProxy(); IUserController userController = (IUserController) proxy.createProxy(new UserController());
3.应用场景
（1）业务系统的非功能性开发
- 比如：监控、统计、鉴权、限流、事务、幂等、日志。我们将这些附加功能（非功能性开发）与业务功能解耦，放到代理类中统一处理，让程序员只需要关注业务方面的开发。
（2）在RPC和缓存中应用
- 实际上，RPC框架也可以看作一种代理模式，GoF 的《设计模式》一书中把它称作远程代理。通过远程代理，将网络通信、数据编解码等细节隐藏起来。客户端在使用 RPC 服务的时候，就像使用本地函数一样，无需了解跟服务器交互的细节。
- 在缓存中的应用：
- 假设我们要开发一个接口请求的缓存功能，对于某些接口请求，如果入参相同，在设定的过期时间内，直接返回缓存结果，而不用重新进行逻辑处理。
- 在应用启动的时候，我们从配置文件中加载需要支持缓存的接口，以及相应的缓存策略（比如过期时间）等。当请求到来的时候，我们在 AOP 切面中拦截请求，如果请求中带有支持缓存的字段（比如 http://…?..&cached=true），我们便从缓存（内存缓存或者 Redis 缓存等）中获取数据直接返回。
4.总结与补充
代理模式的优点：降低了系统的耦合性，将框架代码（非业务代码/附加功能）和业务代码解耦。
- 职责清晰
- 扩展性高
缺点：由于多了一个代理对象，可能会使请求的处理速度变慢。有些代理的实现较为复杂。
补充：通过对访问的代理，我们可以用远程代理、虚拟代理、安全代理等，来减少直接对对象访问产生的开销，即不同类型的代理可以对客户端对对象的访问进行不同的控制：
- 远程代理：使得客户端可以访问在远程机器上的对象，远程机器可能具有更好的计算性能与处理速度，可以快速响应并处理客户端请求。
- 虚拟代理：通过使用一个小对象来代表一个大对象，可以减少系统资源的消耗，对系统进行优化并提高运行速度。
- 保护代理：可以控制客户端对真实对象的使用权限。
5.参考
《设计模式之美》 --- 王争
