一、代理模式介绍
1. 解决的问题
主要解决直接访问对象时带来的问题，比如对象创建开销过大或安全控制等。
2. 定义
代理模式是一种结构型设计模式，能够提供对象的替代品或其占位符。
代理控制着对于原对象的访问，并允许在将请求提交给对象前后进行一些处理。
3. 应用场景
- 延迟初始化（虚拟代理）：如果有一个偶尔使用的重量级服务对象，一直保持该对象运行会消耗系统资源时，可使用代理模式。
- 访问控制（保护代理）：如果只希望特定客户端使用服务对象（该对象可能非常重要），而客户端则是各种已启动的程序（包括恶意程序），可使用代理模式。
- 本地执行远程服务（远程代理）：服务对象位于远程服务器的场景。
- 记录日志请求（日志记录代理）：适用于需要保存对服务对象的请求历史记录时，代理可以在向服务传递请求前进行记录。
- 智能引用：可在没有客户端使用某个重量级对象时立即销毁对象。
二、代理模式优缺点
1. 优点
- 可以在客户端毫无察觉的情况下控制服务对象。
- 客户端对服务对象的生命周期没有特殊要求时，可以对上生命周期进行管理。
- 即使服务对象还未准备好或不存在，代理也可以正常工作。
- 开闭原则：可以在不对服务或客户端作出修改的情况下创建新代理。
2. 缺点
- 代码可能会变得复杂，因为需要创建许多类。
- 服务享元可能会延迟。
三、代理模式应用实例：视频 App 代理缓存
1. 实例场景
我们经常会在一些视频 APP 上看一些自己喜欢的电视剧等。
如果我们多次观看一个视频，App 并不会反复下载该视频，而是会复用首次下载的视频文件。
今天就以视频 App 下载缓存为例，来介绍代理模式。
2. 代理模式实现
2.1 工程结构
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| proxy-pattern
└─ src
├─ main
│ └─ java
│ └─ org.design.pattern.proxy
│ ├─ model
│ │ └─ Video.java
│ ├─ service
│ │ ├─ VideoService.java
│ │ └─ impl
│ │ └─ VideoServiceImpl.java
│ └─ VideoCacheProxy.java
└─ test
└─ java
└─ org.design.pattern.proxy.test
└─ VideoProxyTest.java
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2.2 代码实现
2.2.1 实体
视频实体类
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@AllArgsConstructor
public class Video {
private String id;
private String title;
private String url;
}
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2.2.2 服务
视频服务接口
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public interface VideoService {
HashMap<String, Video> popularVideoList() throws InterruptedException;
Video getVideo(String id) throws InterruptedException;
}
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视频服务实现类
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@Slf4j
public class VideoServiceImpl implements VideoService {
@Override
public HashMap<String, Video> popularVideoList() throws InterruptedException {
log.info("开始获取热门视频");
Thread.sleep(4000);
HashMap<String, Video> videoHashMap = new HashMap<>();
videoHashMap.put("1", new Video("1", "钢之炼金术师", "http://xx.com/video/1/"));
videoHashMap.put("2", new Video("2", "刺客五六七", "http://xx.com/video/2/"));
videoHashMap.put("3", new Video("3", "大鱼海棠", "http://xx.com/video/3/"));
videoHashMap.put("4", new Video("4", "千与千寻", "http://xx.com/video/4/"));
log.info("热门视频获取完毕");
return videoHashMap;
}
@Override
public Video getVideo(String id) throws InterruptedException {
log.info("获取视频{}", id);
Thread.sleep(2000);
Video video = new Video(id, "镶金玫瑰", "http://xx.com/video/5/");
log.info("视频{}获取完毕", id);
return video;
}
}
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2.2.3 代理
视频缓存代理类
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@Slf4j
public class VideoCacheProxy implements VideoService {
private VideoService videoService;
private HashMap<String, Video> cachePopularVideoList = new HashMap<>();
private HashMap<String, Video> cacheVideoList = new HashMap<>();
public VideoCacheProxy() {
this.videoService = new VideoServiceImpl();
}
@Override
public HashMap<String, Video> popularVideoList() throws InterruptedException {
if (ObjectUtils.isEmpty(cachePopularVideoList)) {
cachePopularVideoList = videoService.popularVideoList();
} else {
log.info("从缓存中获取热门视频");
}
return null;
}
@Override
public Video getVideo(String id) throws InterruptedException {
Video video = cacheVideoList.get(id);
if (ObjectUtils.isEmpty(video)) {
video = videoService.getVideo(id);
cacheVideoList.put(id, video);
} else {
log.info("从缓存中获取视频{}", id);
}
return video;
}
}
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2.3 测试验证
2.3.1 测试验证类
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public class VideoProxyTest {
@Test
public void testVideoProxy() throws InterruptedException {
VideoService videoService = new VideoCacheProxy();
videoService.popularVideoList();
videoService.getVideo("1");
videoService.popularVideoList();
videoService.getVideo("1");
}
}
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2.3.2 测试结果
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| 21:34:46.632 [main] INFO o.d.p.p.s.impl.VideoServiceImpl - 开始获取热门视频
21:34:50.640 [main] INFO o.d.p.p.s.impl.VideoServiceImpl - 热门视频获取完毕
21:34:50.640 [main] INFO o.d.p.p.s.impl.VideoServiceImpl - 获取视频1
21:34:52.653 [main] INFO o.d.p.p.s.impl.VideoServiceImpl - 视频1获取完毕
21:34:52.653 [main] INFO o.d.pattern.proxy.VideoCacheProxy - 从缓存中获取热门视频
21:34:52.653 [main] INFO o.d.pattern.proxy.VideoCacheProxy - 从缓存中获取视频1
Process finished with exit code 0
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四、代理模式结构
- 服务接口（Service Interface）声明了服务接口。代理必须遵循该接口才能伪装成服务对象。
- 服务（Service）类提供了一些实用的业务逻辑。
- 代理（Proxy）类包含一个指向服务对象的引用成员遍历。代理完成其任务（例如延迟初始化、记录日志、访问控制和缓存等）后会将请求传递给服务对象。通用情况下，代理会对其服务对象的整个生命周期进行管理。
- 客户端（Client）能通过同一接口与服务或代理进行交互，所以可在一切需要服务对象的代码中使用代理。
设计模式并不难学，其本身就是多年经验提炼出的开发指导思想，关键在于多加练习，带着使用设计模式的思想去优化代码，就能构建出更合理的代码。
源码地址：https://github.com/yiyufxst/design-pattern-java
参考资料：
小博哥重学设计模式：https://github.com/fuzhengwei/itstack-demo-design
深入设计模式：https://refactoringguru.cn/design-patterns/catalog