Java 代理模式剖析：替代、装饰或保护

2023-10-12 13:28:32

引言

代理模式是一种常用的软件设计模式，它为我们提供了替代、装饰或保护对象的不同方法。通过创建一个代理类，我们可以间接地访问目标对象，从而实现多种功能，例如访问控制、性能优化、安全管理等。在本文中，我们将深入探讨 Java 代理模式的运作原理，并通过示例代码演示如何在实际项目中应用该模式。

什么是代理模式？

代理模式是一种面向对象的设计模式，它允许我们创建一个代理对象来代表另一个对象。代理对象可以间接地访问目标对象，并控制对目标对象的访问。代理模式通常用于以下场景：

替代对象 ：当我们希望用另一个对象来替代某个对象时，可以使用代理模式。例如，我们可以创建一个缓存代理对象来替代文件对象，以便对文件进行读写操作时，先从缓存中读取或写入数据，从而提高访问速度。
装饰对象 ：当我们希望在某个对象上添加额外功能时，可以使用代理模式。例如，我们可以创建一个日志代理对象来装饰文件对象，以便在对文件进行读写操作时，将操作记录到日志文件中。
保护对象 ：当我们希望限制对某个对象的访问时，可以使用代理模式。例如，我们可以创建一个访问控制代理对象来保护文件对象，以便只有具有适当权限的用户才能访问该文件。

Java 代理模式的实现

在 Java 中，我们可以通过实现 java.lang.reflect.InvocationHandler 接口来创建代理对象。InvocationHandler 接口定义了一个 invoke() 方法，该方法将在代理对象的方法被调用时执行。在 invoke() 方法中，我们可以访问目标对象并执行相应的方法。

public class ProxyHandler implements InvocationHandler {

    private Object target;

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

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 在这里我们可以对目标对象进行访问控制、性能优化、安全管理等操作
        return method.invoke(target, args);
    }
}

通过实现 InvocationHandler 接口，我们可以创建代理对象并控制对目标对象的访问。例如，以下代码演示了如何创建一个缓存代理对象来替代文件对象：

public class CacheProxy implements InvocationHandler {

    private File target;
    private Map<String, byte[]> cache;

    public CacheProxy(File target) {
        this.target = target;
        this.cache = new HashMap<>();
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        String methodName = method.getName();
        if (methodName.equals("read")) {
            String filePath = (String) args[0];
            byte[] data = cache.get(filePath);
            if (data != null) {
                return data;
            } else {
                data = target.read(filePath);
                cache.put(filePath, data);
                return data;
            }
        } else if (methodName.equals("write")) {
            String filePath = (String) args[0];
            byte[] data = (byte[]) args[1];
            target.write(filePath, data);
            cache.put(filePath, data);
            return null;
        } else {
            return method.invoke(target, args);
        }
    }
}