设计模式之代理模式--数据库查询代理和调用日志记录
一、代理模式概述
代理模式(Proxy Pattern)是一种结构型设计模式,它为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。代理对象在客户端和目标对象之间起到中介作用,可以在不改变原始类代码的情况下,通过引入代理类来给原始类添加额外的功能。
核心思想
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控制访问:代理可以控制客户端对真实对象的访问
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功能增强:在不修改原始对象的情况下,通过代理添加额外功能
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延迟初始化:代理可以延迟创建开销大的对象,直到真正需要时
适用场景
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远程代理:为远程对象提供本地代表
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虚拟代理:创建开销大的对象时作占位
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保护代理:控制对原始对象的访问权限
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智能引用:在访问对象时执行额外操作(如引用计数、懒加载等)
二、代理模式结构
代理模式主要包含以下几个角色:
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Subject(抽象主题):定义真实主题和代理主题的共同接口
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RealSubject(真实主题):实现真正的业务逻辑
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Proxy(代理):持有真实主题的引用,控制对真实主题的访问
三、Java实现案例
静态代理 - 数据库查询代理
首先
1. 定义抽象主题接口
public interface DatabaseQuery {String query(String query);
}
2. 实现真实主题
public class RealDatabaseQuery implements DatabaseQuery {@Overridepublic String query(String query) {// 模拟耗时操作try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}return "Result of: " + query;}
}
3. 实现代理类
public class DatabaseQueryProxy implements DatabaseQuery {private RealDatabaseQuery realQuery;private Map<String, String> cache = new HashMap<>();@Overridepublic String query(String query) {// 缓存检查if (cache.containsKey(query)) {System.out.println("Returning cached result for: " + query);return cache.get(query);}// 延迟初始化真实对象if (realQuery == null) {realQuery = new RealDatabaseQuery();}// 调用真实对象方法String result = realQuery.query(query);// 缓存结果cache.put(query, result);System.out.println("New query executed and cached: " + query);return result;}
}
测试类
public class ProxyTest {public static void main(String[] args) {DatabaseQuery proxy = new DatabaseQueryProxy();// 第一次查询 - 执行真实查询System.out.println(proxy.query("SELECT * FROM users"));// 第二次相同查询 - 从缓存获取System.out.println(proxy.query("SELECT * FROM users"));// 新查询System.out.println(proxy.query("SELECT * FROM orders"));}
}
5. 输出结果
动态代理 - 方法调用日志记录
Java提供了内置的动态代理支持,可以动态创建代理类。
1. 定义业务接口
public interface UserService {void addUser(String username);void deleteUser(String username);
}
2. 实现真实业务类
public class UserServiceImpl implements UserService {@Overridepublic void addUser(String username) {System.out.println("Adding user: " + username);}@Overridepublic void deleteUser(String username) {System.out.println("Deleting user: " + username);}
}
3. 实现InvocationHandler
public class LoggingHandler implements InvocationHandler {private Object target;public LoggingHandler(Object target) {this.target = target;}@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {// 方法调用前记录日志System.out.println("Before method: " + method.getName());if (args != null) {System.out.println("Arguments: " + Arrays.toString(args));}// 调用真实方法Object result = method.invoke(target, args);// 方法调用后记录日志System.out.println("After method: " + method.getName());return result;}
}
测试类
public class DynamicProxyTest {public static void main(String[] args) {// 创建真实对象UserService realService = new UserServiceImpl();// 创建动态代理UserService proxy = (UserService) Proxy.newProxyInstance(UserService.class.getClassLoader(),new Class[]{UserService.class},new LoggingHandler(realService));// 通过代理调用方法proxy.addUser("Alice");proxy.deleteUser("Bob");}
}
5. 输出结果
四、代理模式变体
1. 远程代理(Remote Proxy)
为不同地址空间的对象提供本地代表,如RMI(远程方法调用)中的stub就是远程代理。
2. 虚拟代理(Virtual Proxy)
延迟创建开销大的对象,如图片加载时先显示占位图。
3. 保护代理(Protection Proxy)
控制对原始对象的访问权限,如基于角色的访问控制。
4. 智能引用代理(Smart Reference Proxy)
在访问对象时执行额外操作,如:
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引用计数
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懒加载
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对象锁定
五、代理模式优缺点
优点
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职责清晰:真实角色只需关注业务逻辑,其他事务由代理处理
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高扩展性:可以在不修改目标对象的情况下扩展功能
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智能化:代理可以执行额外的智能操作
缺点
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性能开销:代理模式会增加额外的处理,可能影响性能
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复杂度增加:需要额外引入代理类,增加系统复杂度
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静态代理类膨胀:如果接口增加方法,代理类和真实类都需要修改
六、实际应用场景
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Spring AOP:基于动态代理实现面向切面编程
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MyBatis:Mapper接口通过动态代理实现数据库操作
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Hibernate:延迟加载使用代理实现
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RPC框架:远程服务调用使用代理模式
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安全框架:权限控制使用保护代理
七、与其他模式的关系
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与装饰器模式:两者都基于组合,但目的不同。装饰器模式关注增强功能,代理模式关注控制访问
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与适配器模式:适配器改变接口,代理实现相同接口
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与外观模式:外观模式定义新接口,代理模式实现原接口
代理模式通过引入代理对象,可以在不修改原始类的情况下控制访问并添加额外功能。在实际开发中,合理使用代理模式可以提高系统的灵活性、安全性和可维护性。