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Java 設計模式：計數代理模式深度解析

編輯：Java 相關知識

模式動機

在軟體系統中，服務提供者（Real Subject）應專注於核心業務邏輯。但實際開發常需在方法呼叫前後加入日誌記錄、效能計數、存取控制等橫切關注點。若直接耦合在業務類中，會違反「單一職責原則」，導致程式碼膨脹且難以維護。

計數代理模式的核心思想：將這些附加功能封裝在獨立的代理物件中，代理實現與真實主題相同的介面，客戶端透過代理間接存取真實物件，代理在轉發呼叫前後執行額外邏輯。

結構圖解

計數代理模式類關係圖

圖中關鍵角色：

Subject (OrderIF)：定義共同介面
RealSubject (Order)：真實業務實作
Proxy (OrderProxy)：持有 RealSubject 參考，實現同樣介面，攔截呼叫並執行計數/日誌

程式碼實戰

1. 定義共同介面

public interface OrderIF {
    Vector getAllOrders();
}

2. 真實主題：讀取訂單資料

public class Order implements OrderIF {
    public Vector getAllOrders() {
        FileUtil fileUtil = new FileUtil();
        return fileUtil.fileToVector("orders.txt");
    }
}

3. 計數代理：攔截並記錄效能指標

public class OrderProxy implements OrderIF {
    private int counter = 0;

    public Vector getAllOrders() {
        Order realOrder = new Order();
        counter++;

        long start = System.currentTimeMillis();
        Vector result = realOrder.getAllOrders();
        long elapsed = System.currentTimeMillis() - start;

        String logMsg = "Iteration=" + counter + "::Time=" + elapsed + "ms";
        new FileUtil().writeToFile("log.txt", logMsg, true, true); // 追加寫入

        return result;
    }
}

4. 客戶端使用：透明替換

public class MainApp {
    public static void main(String[] args) {
        OrderIF proxy = new OrderProxy(); // 客戶端只依賴介面
        proxy.getAllOrders();
        proxy.getAllOrders();
        proxy.getAllOrders();
        proxy.getAllOrders(); // 日誌將記錄 4 次呼叫及各自耗時
    }
}

模式優勢與適用場景

優勢	說明
職責分離	業務邏輯與輔助功能（日誌、計數、快取、權限檢查）解耦
開閉原則	新增代理功能無需修改 RealSubject
透明性	客戶端無感知代理存在，程式碼零修改切換
彈性組合	可疊加多層代理（如：計數代理 → 快取代理 → 安全代理 → 真實物件）

適用場景：

方法呼叫前後需統一執行：日誌、計時、計數、交易邊界、權限驗證
遠端代理、虛擬代理、保護代理、智慧引用等變體
AOP（面向切面程式設計）的基礎實現形式之一

進階延伸：動態代理

Java 內建 java.lang.reflect.Proxy 與 InvocationHandler 可在執行期動態生成代理類，避免為每個介面手寫代理類。Spring AOP 底層即基於此機制（JDK 動態代理 / CGLIB）。

// 動態代理範例雛形
OrderIF proxy = (OrderIF) Proxy.newProxyInstance(
    OrderIF.class.getClassLoader(),
    new Class[]{OrderIF.class},
    (proxyObj, method, args) -> {
        long start = System.nanoTime();
        Object result = method.invoke(realOrder, args);
        log.info("{} 耗時 {} ms", method.getName(), (System.nanoTime()-start)/1e6);
        return result;
    }
);