代理模式的分类？

八股文_设计模式面试题 0 9

参考回答

问题：代理模式的分类是什么？

代理模式可以根据使用场景和实现方式分为以下几种类型：

静态代理（Static Proxy）
动态代理（Dynamic Proxy）
虚拟代理（Virtual Proxy）
远程代理（Remote Proxy）
保护代理（Protective Proxy）
缓存代理（Cache Proxy）
智能代理（Smart Proxy）

详细讲解与拓展

1. 静态代理（Static Proxy）

静态代理是指在编译时，代理类和目标类就已经确定好了。代理类通常与目标类实现相同的接口，并在其中实现对目标类方法的转发。静态代理需要在编译时创建代理类，因此会带来一些代码的重复。

特点：
– 代理类和目标类在编译时就已经确定。
– 代理类和目标类需要手动编写。
– 代理类可以对目标类进行扩展（例如，权限检查、日志记录等）。

例子：

public interface Subject {
    void request();
}

public class RealSubject implements Subject {
    public void request() {
        System.out.println("RealSubject: Processing request...");
    }
}

public class Proxy implements Subject {
    private RealSubject realSubject;

    public Proxy() {
        realSubject = new RealSubject();
    }

    public void request() {
        System.out.println("Proxy: Additional operations before request...");
        realSubject.request();
        System.out.println("Proxy: Additional operations after request...");
    }
}

优点：
– 简单易懂。
– 可以在代理类中增加一些额外的功能，如权限控制、日志记录等。

缺点：
– 需要为每个目标类创建代理类，代码重复。
– 不够灵活，无法动态决定代理类的创建。

2. 动态代理（Dynamic Proxy）

动态代理是在运行时创建代理类，代理类不需要提前定义，而是通过反射机制和代理生成工具（如Java的Proxy类）在运行时动态创建。动态代理通常用在需要为多个类生成代理类的场景，避免了代码重复。

特点：
– 代理类在运行时生成，不需要手动编写代理类。
– 适用于多个目标类，只需要编写一个通用的代理类。

例子：
使用Java的JDK动态代理：

import java.lang.reflect.*;

public interface Subject {
    void request();
}

public class RealSubject implements Subject {
    public void request() {
        System.out.println("RealSubject: Processing request...");
    }
}

public class ProxyHandler implements InvocationHandler {
    private Object target;

    public ProxyHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("Proxy: Additional operations before request...");
        Object result = method.invoke(target, args);
        System.out.println("Proxy: Additional operations after request...");
        return result;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        RealSubject realSubject = new RealSubject();
        Subject proxy = (Subject) Proxy.newProxyInstance(
                realSubject.getClass().getClassLoader(),
                new Class[]{Subject.class},
                new ProxyHandler(realSubject)
        );
        proxy.request();
    }
}

优点：
– 不需要手动编写代理类，灵活性高。
– 可以动态地为多个目标对象生成代理类。

缺点：
– 性能相对静态代理略差，因使用了反射机制。
– 需要对代理机制有一定的了解。

3. 虚拟代理（Virtual Proxy）

虚拟代理用于延迟创建实际对象，只有在需要时才创建目标对象的实例，通常用于节省资源。虚拟代理通常适用于资源消耗较大或需要延迟加载的对象，如大文件、数据库连接等。

特点：
– 延迟创建目标对象，直到真正需要时才进行创建。
– 主要用于优化性能，避免不必要的资源消耗。

例子：

public interface Image {
    void display();
}

public class RealImage implements Image {
    private String filename;

    public RealImage(String filename) {
        this.filename = filename;
        loadImage();
    }

    private void loadImage() {
        System.out.println("Loading image: " + filename);
    }

    public void display() {
        System.out.println("Displaying image: " + filename);
    }
}

public class ProxyImage implements Image {
    private RealImage realImage;
    private String filename;

    public ProxyImage(String filename) {
        this.filename = filename;
    }

    public void display() {
        if (realImage == null) {
            realImage = new RealImage(filename);
        }
        realImage.display();
    }
}

优点：
– 延迟加载，节省资源。
– 可以优化性能，避免一次性加载所有内容。

缺点：
– 需要额外的代理类，可能会导致代码复杂化。
– 有时会增加额外的延迟，尤其是目标对象较轻量时。

4. 远程代理（Remote Proxy）

远程代理用于表示一个位于不同地址空间的对象。通常用于分布式系统中，代理对象可以负责远程方法调用（RPC），在本地客户端和远程服务之间充当代理角色。

特点：
– 代理对象代表的是一个远程对象，通常用于分布式应用。
– 代理对象负责将请求转发到远程服务器。

例子：
在分布式系统中，通过代理对象来访问远程服务的实现。实现会通过HTTP、RMI等协议进行调用。

优点：
– 适用于分布式系统中，客户端与远程对象的通信可以通过代理实现。
– 对客户端透明，客户端只需通过代理进行访问。

缺点：
– 网络通信可能导致性能下降。
– 需要处理远程服务的错误和网络延迟。

5. 保护代理（Protective Proxy）

保护代理用于控制对目标对象的访问，通常用于安全管理。它可以在访问目标对象之前进行权限检查、访问控制等操作。

特点：
– 控制对目标对象的访问，可以进行安全检查。
– 适用于需要根据权限、角色等控制访问的场景。

例子：
在企业应用中，保护代理可以确保用户在访问某些资源时需要满足特定的权限要求。

优点：
– 提供灵活的访问控制。
– 可以用于增加系统的安全性。

缺点：
– 可能增加代理的复杂度。
– 在复杂权限系统中，可能需要较多的配置。

6. 缓存代理（Cache Proxy）

缓存代理用于缓存目标对象的结果，以提高性能。它可以通过代理类缓存目标对象的返回结果，避免频繁的计算或远程调用，提升系统的响应速度。

特点：
– 缓存目标对象的方法调用结果，避免重复计算。
– 常用于性能优化。

7. 智能代理（Smart Proxy）

智能代理除了能够转发请求外，还能提供一些额外的功能，如计数、日志记录、引用计数等。智能代理一般用于处理一些系统级的操作，如内存管理或对象计数。

特点：
– 提供额外的功能，比如引用计数、日志记录等。
– 用于提供一些系统级的支持功能。

总结

代理模式可以根据应用场景和实现方式分为多种类型：
1. 静态代理：代理类在编译时确定。
2. 动态代理：代理类在运行时动态生成。
3. 虚拟代理：延迟加载目标对象。
4. 远程代理：代理远程对象。
5. 保护代理：控制对目标对象的访问权限。
6. 缓存代理：缓存目标对象的结果。
7. 智能代理：提供额外的功能，如引用计数、日志记录等。

代理模式的使用能够增强系统的灵活性、性能和安全性，适用于各种不同的需求和场景。