Java代理模式之静态代理与动态代理的区别及优缺点

1. 代理模式的定义

代理模式(Proxy Pattern)是指通过代理对象控制对目标对象的访问，并在不改变目标对象的情况下添加额外的功能或控制访问。代理对象和目标对象实现相同的接口，使得客户端可以通过代理对象间接地访问目标对象。

代理模式属于结构型设计模式，它在系统中引入了一个代理对象，该对象代替了客户端直接访问目标对象，从而可以在目标对象的基础上增加一些额外的功能或控制访问。

2. 代理模式的原理

代理模式的核心思想是引入一个代理对象来控制对目标对象的访问。代理对象和目标对象实现相同的接口，使得客户端可以通过代理对象间接地访问目标对象。代理对象负责处理客户端的请求，并在必要时将请求转发给目标对象。在这个过程中，代理对象可以添加额外的逻辑，如权限检查、缓存、日志记录等。

代理模式的主要角色有

• 抽象主题（Subject）定义了代理对象和目标对象的共同接口，在Java中通常是一个接口或抽象类。
• 目标对象（RealSubject）定义了代理对象所代表的真实对象，是业务逻辑的具体执行者。
• 代理对象（Proxy）持有对目标对象的引用，并实现了与目标对象相同的接口，在方法调用前后进行额外操作。

代理模式的工作流程如下

• 客户端向代理对象发送请求。
• 代理对象收到请求后，可以在请求被转发给目标对象之前或之后执行一些额外的逻辑。
• 代理对象将请求转发给目标对象。
• 目标对象执行具体的业务逻辑并返回结果。
• 代理对象可以在目标对象返回结果之前或之后执行一些额外的操作。
• 代理对象将结果返回给客户端。

通过引入代理对象，代理模式可以控制对目标对象的访问，并在不改变目标对象的情况下添加额外的功能或控制访问。

3. 代理模式的实现方式

在Java中，代理模式主要有两种实现方式静态代理和动态代理。

3.1 静态代理

静态代理是指在编译时就已经确定了代理对象和目标对象的关系，代理类是通过手动编写代码来实现的。在静态代理中，代理类和目标类都实现相同的接口，代理类持有目标对象，并在方法调用前后进行额外的操作。

静态代理的工作原理如下

• 定义一个接口（或抽象类）作为目标接口，目标对象实现这个接口。
• 创建一个代理类，实现目标接口，并持有目标对象的引用。
• 在代理类中重写目标接口的方法，在方法调用前后执行需要的额外操作。
• 客户端使用代理对象来访问目标对象。

静态代理的特点

• 需要手动编写代理类，工作量较大。
• 目标对象必须实现接口。
• 代理类和目标类的关系在编译时就确定了，无法动态改变。

静态代理的应用场景

• 安全控制代理类可以在调用目标方法前进行权限检查等安全控制。
• 远程调用代理类可以封装网络通信相关的细节，使得调用远程方法就像调用本地方法一样简单。
• 性能监控代理类可以收集方法的执行时间、调用次数等信息，用于性能监控和统计分析。

下面是一个简单的静态代理的示例代码

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ImageProxydisplay()display()RealImagedisplay()display()display()

静态代理的缺点是需要手动编写代理类，工作量较大。如果接口中的方法较多或频繁变动，就需要频繁修改代理类的代码，增加了维护的难度。此外，静态代理的代理类和目标类之间存在紧耦合关系，一旦目标类发生变化，代理类也需要相应修改。

为了解决静态代理的缺点，Java还提供了动态代理机制。

3.2 动态代理

java.lang.reflect.Proxyjava.lang.reflect.InvocationHandler

InvocationHandler

动态代理的工作原理如下

InvocationHandlerProxynewProxyInstance()InvocationHandler

动态代理的特点

• 不需要手动编写代理类，代理对象在运行时动态生成。
• 目标对象可以不实现接口，只需定义目标对象的共同接口。
• 代理对象和目标对象的关系在运行时确定，可以动态改变。

动态代理的应用场景

• AOP（面向切面编程）动态代理可以在目标方法执行前后执行额外的操作，如权限检查、事务管理等。它是实现AOP的一种常见方式。
• 延迟加载动态代理可以在目标方法被调用时才进行加载和初始化，实现延迟加载的效果。
• 日志记录动态代理可以在目标方法执行前后记录日志信息。

下面是一个简单的动态代理的示例代码

ImageRealImageImageInvocationHandlerInvocationHandlerProxyPatternDemo

RealImageImageInvocationHandlerProxynewProxyInstance()display()

InvocationHandlerinvoke()invoke()