跟著GPT學設計模式之代理模式

落叶微风發表於2024-03-02
GPT設計模式

引言

代理模式（Proxy Design Pattern）在不改變原始類（或叫被代理類）程式碼的情況下，透過引入代理類來給原始類附加功能。

代理模式的關鍵角色包括：

  • 抽象主題（Subject）：定義了目標物件和代理物件的共同介面，這樣一來在任何可以使用目標物件的地方都可以使用代理物件。
  • 目標物件（Real Subject）：也稱為被代理物件，是具體業務邏輯的實際執行者。
  • 代理物件（Proxy）：負責代理目標物件，它持有對目標物件的引用，並在其自身的方法中呼叫目標物件的方法，同時還可以在呼叫前後進行一些其他的操作。

應用場景

代理模式可以應用於許多場景，以下是幾個常見的應用場景：

  • 遠端代理（Remote Proxy）：代理模式可以用來在客戶端和遠端物件之間建立代理物件，隱藏了實際的網路通訊細節。客戶端透過代理物件呼叫遠端物件的方法，而無需關心網路通訊的具體實現。
  • 虛擬代理（Virtual Proxy）：代理模式可以用來延遲載入資源密集或耗時的物件，只有當真正需要使用這些物件時，才會建立並載入真實的物件。虛擬代理可以在一定程度上提升系統效能和響應速度。
  • 安全代理（Protection Proxy）：代理模式可以用來控制對敏感物件的訪問許可權。代理物件可以在呼叫目標物件方法之前檢查許可權，如果沒有足夠的許可權，則不允許訪問。
  • 快取代理（Caching Proxy）：代理模式可以用來快取目標物件的計算結果，當相同的請求再次到達時，可以直接返回快取的結果，避免重複計算，提高系統效能。
  • 日誌記錄代理（Logging Proxy）：代理模式可以在目標物件的方法執行前後進行日誌記錄，用於跟蹤和除錯系統執行過程中的操作。
  • AOP（面向切面程式設計）：代理模式是實現AOP的基礎，可以透過代理物件在目標物件的方法執行前後插入切面邏輯，例如日誌、事務管理等。

需要注意的是，代理模式並非適用於所有情況。在某些場景下，代理模式可能引入額外的複雜性和效能開銷，需要根據具體問題和需求來決定是否使用代理模式。

程式設計示例

代理模式的實現方式有多種，常見的有靜態代理和動態代理兩種形式：

  • 靜態代理：在編譯時期就已經確定代理關係，代理類和目標類的關係在程式碼中明確指定。
// 抽象主題
public interface Subject {
    void request();
}

// 目標物件
@Slf4j
public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void request() {
        // 具體業務邏輯
        LOGGER.info("開始處理請求");
    }
}

@Slf4j
public class Proxy implements Subject {
    private Subject realSubject;

    public Proxy(Subject realSubject) {
        this.realSubject = realSubject;
    }

    @Override
    public void request() {
        LOGGER.info("前置處理邏輯");
        // 執行一些額外的操作
        realSubject.request();
        // 執行一些額外的操作
        LOGGER.info("後置處理邏輯");
    }
}

// 客戶端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Subject realSubject = new RealSubject();  // 建立目標物件
        Subject proxy = new Proxy(realSubject);  // 建立代理物件

        proxy.request();  // 透過代理物件呼叫目標物件的方法
    }
}
  • 動態代理：在執行時動態生成代理類，無需提前編寫代理類。Java 中的動態代理主要透過 java.lang.reflect.Proxy 類和 java.lang.reflect.InvocationHandler 介面實現。
// 抽象主題
public interface Subject {
    void request();
}

// 目標物件
@Slf4j
public class RealSubject implements Subject {
    @Override
    public void request() {
        // 具體業務邏輯
        LOGGER.info("開始處理請求");
    }
}
// InvocationHandler 實現類
public class DynamicProxy implements InvocationHandler {
    private Object target;

    public DynamicProxy(Object target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        // 執行一些額外的操作
        LOGGER.info("前置處理邏輯");
        Object result = method.invoke(target, args);
        // 執行一些額外的操作
        LOGGER.info("後置處理邏輯");
        return result;
    }
}

// 客戶端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Subject realSubject = new RealSubject();  // 建立目標物件

        InvocationHandler handler = new DynamicProxy(realSubject);  // 建立 InvocationHandler 實現類
        Subject proxy = (Subject) Proxy.newProxyInstance(
            realSubject.getClass().getClassLoader(),
            realSubject.getClass().getInterfaces(),
            handler
        );  // 建立動態代理物件

        proxy.request();  // 透過代理物件呼叫目標物件的方法
    }
}

以上內容基於GPT建立和整理。

參考

  • 設計模式之美-王爭

關於作者

來自一線全棧程式設計師nine的八年探索與實踐，持續迭代中。歡迎關注“雨林尋北”或新增個人衛星codetrend（備註技術）。

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