Java代理模式詳解

1.代理模式

代理模式的作用是：為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。在某些情況下，一個客戶不想或者不能直接引用另一個對象，而代理對象可以在用戶端和目標對象之間起到中介的作用。

代理模式一般涉及到的角色有：

抽象角色：聲明真實對象和代理對象的共同介面；

代理角色：代理對象角色內部含有對真實對象的引用，從而可以操作真實對象，同時代理對象提供與真實對象相同的介面以便在任何時刻都能代替真實對象。同時，代理對象可以在執行真實對象操作時，附加其他的操作，相當於對真實對象進行封裝。

真實角色：代理角色所代表的真實對象，是我們最終要引用的對象。

以下以《Java與模式》中的樣本為例：

代碼：

// 抽象角色：   abstract   public   class  Subject {                abstract   public   void  request();   }     // 真實角色：實現了Subject的request()方法。   public   class  RealSubject  extends  Subject {          public  RealSubject() {          }          public   void  request() {               System.out.println( " From real subject. " );         }   }       // 代理角色：   public   class  ProxySubject  extends  Subject {          private  RealSubject realSubject;  // 以真實角色作為代理角色的屬性            public  ProxySubject() {          }            public   void  request() {  // 該方法封裝了真實對象的request方法              preRequest();               if ( realSubject  ==   null  ) {                   realSubject  =   new  RealSubject();             }             realSubject.request();  // 此處執行真實對象的request方法                postRequest();           }          private   void  preRequest() {            // something you want to do before requesting          }          private   void  postRequest() {           // something you want to do after requesting          }   }     // 用戶端調用：   Subject sub = new  ProxySubject();   Sub.request();   

由以上代碼可以看出，客戶實際需要調用的是RealSubject類的request()方法，現在用ProxySubject來代理 RealSubject類，同樣達到目的，同時還封裝了其他方法(preRequest(),postRequest())，可以處理一些其他問題。 

另外，如果要按照上述的方法使用代理模式，那麼真實角色必須是事先已經存在的，並將其作為代理對象的內部屬性。但是實際使用時，一個真實角色必須對應一個代理角色，如果大量使用會導致類的急劇膨脹；此外，如果事先並不知道真實角色，該如何使用代理呢？這個問題可以通過Java的動態代理類來解決。

2.動態代理
Java動態代理類位於Java.lang.reflect包下，一般主要涉及到以下兩個類：

(1). Interface InvocationHandler ：該介面中僅定義了一個方法Object：invoke(Object obj,Method method, Object[] args)。在實際使用時，第一個參數obj一般是指代理類，method是被代理的方法，如上例中的request()，args為該方法的參數數組。這個抽象方法在代理類中動態實現。

(2).Proxy ：該類即為動態代理類，作用類似於上例中的ProxySubject，其中主要包含以下內容：
Protected Proxy(InvocationHandler h)：建構函式，估計用於給內部的h賦值。

Static Class getProxyClass (ClassLoader loader, Class[] interfaces)：獲得一個代理類，其中loader是類裝載器，interfaces是真實類所擁有的全部介面的數組。

Static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h)：返回代理類的一個執行個體，返回後的代理類可以當作被代理類使用(可使用被代理類的在Subject介面中聲明過的方法)。

所謂 Dynamic Proxy是這樣一種class：它是在運行時產生的class，在產生它時你必須提供一組interface給它，然後該class就宣稱它實現了這些 interface。你當然可以把該class的執行個體當作這些interface中的任何一個來用。當然啦，這個Dynamic Proxy其實就是一個Proxy，它不會替你作實質性的工作，在產生它的執行個體時你必須提供一個handler，由它接管實際的工作。(參見文獻3)

在使用動態代理類時，我們必須實現InvocationHandler介面，以第一節中的樣本為例： 

代碼：
//抽象角色(之前是抽象類別，此處應改為介面)：

public interface Subject{         public void request();   }      //具體角色RealSubject：實現了Subject介面的request()方法。   public class RealSubject implements Subject{          public RealSubject(){           }         public void request(){                System.out.println("From real subject.");          }    }     //代理角色：   import java.lang.reflect.Method;   import java.lang.reflect.InvocationHandler;   public class DynamicSubject implements InvocationHandler{         private Object sub;          public DynamicSubject(Object sub){                           this.sub = sub;         }         public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {             System.out.println("before calling " + method);              method.invoke(sub,args);              System.out.println("after calling " + method);              return null;          }   }  

該代理類的內部屬性為Object類，實際使用時通過該類的建構函式DynamicSubject(Object sub)對其賦值；此外，在該類還實現了invoke方法，該方法中的"method.invoke(sub,args)" 其實就是調用被代理對象的將要被執行的方法，方法參數sub是實際的被代理對象，args為執行被代理對象相應操作所需的參數。通過動態代理類，我們可以在調用之前或之後執行一些相關操作。 

用戶端：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;   import java.lang.reflect.Proxy;   import java.lang.reflect.Constructor;   import java.lang.reflect.Method;   public class Client{       static public void main(String[] args) throws Throwable{      RealSubject rs = new RealSubject(); //在這裡指定被代理類      InvocationHandler ds = new DynamicSubject(rs); //初始化代理類      Class cls = rs.getClass();      //以下是分解步驟          //以下是一次性產生        Subject subject = (Subject) Proxy.newProxyInstance(cls.getClassLoader(),cls.getInterfaces(),ds);      subject.request();   } 

通過這種方式，被代理的對象(RealSubject)可以在運行時動態改變，需要控制的介面(Subject介面)可以在運行時改變，控制的方式(DynamicSubject類)也可以動態改變，從而實現了非常靈活的動態代理關係。 

3.代理模式使用原因和應用方面

（1）授權機制 不同層級的使用者對同一對象擁有不同的訪問權利,如Jive論壇系統中,就使用Proxy進行授權機制控制,訪問論壇有兩種人:註冊使用者和遊客(未註冊使用者),Jive中就通過類似ForumProxy這樣的代理來控制這兩種使用者對論壇的存取權限.

（2）某個用戶端不能直接操作到某個對象,但又必須和那個對象有所互動.
舉例兩個具體情況: 
如果那個對象是一個是很大的圖片,需要花費很長時間才能顯示出來,那麼當這個圖片包含在文檔中時,使用編輯器或瀏覽器開啟這個文檔,開啟文檔必須很迅速,不能等待大圖片處理完成,這時需要做個圖片Proxy來代替真正的圖片.

如果那個對象在Internet的某個遠端伺服器上,直接操作這個對象因為網路速度原因可能比較慢,那我們可以先用Proxy來代替那個對象.

總之原則是,對於開銷很大的對象,只有在使用它時才建立,這個原則可以為我們節省很多寶貴的Java記憶體. 所以,有些人認為Java耗費資源記憶體,我以為這和程式編製思路也有一定的關係.

（3）現實中，Proxy應用範圍很廣,現在流行的分布計算方式RMI和Corba等都是Proxy模式的應用