设计模式5 -- 代理模式

代理模式是一种结构型设计模式，它通过引入“代理对象”来控制原始对象的访问。这个代理对象与我们要访问的原始对象实现相同的接口，然后客户端就可以通过代理对象访问原始对象。那么我们就可以实现在不修改原始对象电的情况下增加额外的功能。比如，实现权限控制、日志记录或者延迟加载等。
下面是一个代理模式的UML类图：

在上面的类图中：

Subject：是一个抽象主题，它定义了我们真实要访问的主题和代理对象的公共接口，客户端直接和这个接口交互。
RealSubject: 它是客户端实际上要操作的对象，它也实现了Subject接口。
Proxy：是代理对象，它实现了Subject的接口，内部持有RealSubjet的引用，它负责控制对真实主体对象的访问，并且还可以增加额外的操作
Client：是客户端，它只和Subject接口交互，无需知道真实主体的存在。

代理模式的关键是代理对象与真实对象实现相同的接口，从而实现对真实对象的透明访问，同时可以在访问过程中增加额外功能。

举一个具体的例子。比如在分布式系统中，客户端需要调用远程服务器上的服务（如微服务接口），直接调用会涉及网络通信、序列化 / 反序列化等复杂逻辑。使用代理模式可以将这些细节封装在代理对象中，让客户端像调用本地方法一样使用远程服务。

下面的代码模拟了一个电商系统中，客户端需要调用远程库存服务查询商品库存，代理对象负责处理网络通信细节：

首先创建一个代表主题的库存服务接口：

// 抽象主题：库存服务接口
public interface InventoryService {
    int getStock(String productId);       // 查询库存
    boolean reduceStock(String productId, int quantity); // 扣减库存
}

然后创建一个代理丢下实现这个接口

// 代理类：远程服务代理（客户端）
public class RemoteInventoryProxy implements InventoryService {
    // 代理对象封装远程调用的细节
    @Override
    public int getStock(String productId) {
        System.out.println("[代理] 开始远程调用：查询库存，商品ID=" + productId);
        
        // 1. 处理网络通信（模拟）
        System.out.println("[代理] 建立网络连接，发送请求...");
        
        // 2. 调用远程服务（实际中通过网络调用，这里简化为直接调用）
        InventoryService remoteService = new RemoteInventoryServiceImpl();
        int stock = remoteService.getStock(productId);
        
        // 3. 处理响应（模拟）
        System.out.println("[代理] 接收响应，关闭连接");
        
        return stock;
    }

    @Override
    public boolean reduceStock(String productId, int quantity) {
        System.out.println("[代理] 开始远程调用：扣减库存，商品ID=" + productId + "，数量=" + quantity);
        
        // 封装网络调用细节
        System.out.println("[代理] 建立网络连接，发送请求...");
        InventoryService remoteService = new RemoteInventoryServiceImpl();
        boolean result = remoteService.reduceStock(productId, quantity);
        System.out.println("[代理] 接收响应，关闭连接");
        
        return result;
    }
}

真实的库存服务对象也实现这个接口

// 真实主题：远程库存服务的实际实现（运行在服务器端）
public class RemoteInventoryServiceImpl implements InventoryService {
    @Override
    public int getStock(String productId) {
        // 实际的库存查询逻辑（如查询数据库）
        System.out.println("[服务器] 查询商品 " + productId + " 的库存");
        return 150; // 模拟库存数据
    }

    @Override
    public boolean reduceStock(String productId, int quantity) {
        // 实际的库存扣减逻辑
        System.out.println("[服务器] 扣减商品 " + productId + " 的库存：" + quantity);
        return true; // 模拟扣减成功
    }
}

下面的代码演示了客户端调用的方式：

// 客户端代码：调用库存服务（通过代理）
public class InventoryClient {
    public static void main(String[] args) {
        // 客户端通过代理访问远程服务，无需关心网络细节
        InventoryService inventoryService = new RemoteInventoryProxy();
        
        // 查询商品库存
        int stock = inventoryService.getStock("product_123");
        System.out.println("商品库存：" + stock); // 输出：商品库存：150
        
        // 扣减库存
        boolean success = inventoryService.reduceStock("product_123", 10);
        System.out.println("扣减库存是否成功：" + success); // 输出：扣减库存是否成功：true
    }
}

代理模式的优势如下：

透明访问：客户端无需知道原始对象的存在，代理对象对客户端透明。
功能增强：在不修改原始对象的情况下，通过代理添加日志、缓存、权限校验等功能。
资源优化：例如使用 “虚拟代理” 延迟加载大对象，只有在真正需要时才初始化。