代理模式(Proxy pattern)

简介

代理模式（英语：Proxy Pattern）是程序设计中的一种设计模式。

所谓的代理者是指一个类可以作为其它东西的接口。代理者可以作任何东西的接口：网络连接、内存中的大对象、文件或其它昂贵或无法复制的资源。

著名的代理模式例子为引用计数（英语：reference counting）指针对象。

当一个复杂对象的多份副本须存在时，代理模式可以结合享元模式以减少内存用量。典型作法是创建一个复杂对象及多个代理者，每个代理者会引用到原本的复杂对象。而作用在代理者的运算会转送到原本对象。一旦所有的代理者都不存在时，复杂对象会被移除。

在某些情况下，一个客户不想或者不能直接引用一个对象，此时可以通过一个称之为“代理”的第三者来实现 间接引用。代理对象可以在客户端和目标对象之间起到 中介的作用，并且可以通过代理对象去掉客户不能看到 的内容和服务或者添加客户需要的额外服务。

通过引入一个新的对象（如小图片和远程代理 对象）来实现对真实对象的操作或者将新的对 象作为真实对象的一个替身，这种实现机制即 为代理模式，通过引入代理对象来间接访问一 个对象，这就是代理模式的模式动机。

讲解

  1. #include <iostream>
  2. #include "RealSubject.h"
  3. #include "Proxy.h"
  5. using namespace std;
  7. int main(int argc, char *argv[])
  8. {
  9.     Proxy proxy;
  10.     proxy.request();
  12.     return 0;
  13. }
  1. ///////////////////////////////////////////////////////////
  2. //  Proxy.h
  3. //  Implementation of the Class Proxy
  4. //  Created on:      07-十月-2014 16:57:54
  5. //  Original author: colin
  6. ///////////////////////////////////////////////////////////
  8. #if !defined(EA_56011290_0413_40c6_9132_63EE89B023FD__INCLUDED_)
  9. #define EA_56011290_0413_40c6_9132_63EE89B023FD__INCLUDED_
  11. #include "RealSubject.h"
  12. #include "Subject.h"
  14. class Proxy : public Subject
  15. {
  17. public:
  18.     Proxy();
  19.     virtual ~Proxy();
  21.     void request();
  23. private:
  24.     void afterRequest();
  25.     void preRequest();    
  26.     RealSubject *m_pRealSubject;
  28. };
  29. #endif // !defined(EA_56011290_0413_40c6_9132_63EE89B023FD__INCLUDED_)
  1. ///////////////////////////////////////////////////////////
  2. //  Proxy.cpp
  3. //  Implementation of the Class Proxy
  4. //  Created on:      07-十月-2014 16:57:54
  5. //  Original author: colin
  6. ///////////////////////////////////////////////////////////
  8. #include "Proxy.h"
  9. #include <iostream>
  10. using namespace std;
  13. Proxy::Proxy(){
  14.     //有人觉得 RealSubject对象的创建应该是在main中实现；我认为RealSubject应该
  15.     //对用户是透明的，用户所面对的接口都是通过代理的；这样才是真正的代理； 
  16.     m_pRealSubject = new RealSubject();
  17. }
  19. Proxy::~Proxy(){
  20.     delete m_pRealSubject;
  21. }
  23. void Proxy::afterRequest(){
  24.     cout << "Proxy::afterRequest" << endl;
  25. }
  28. void Proxy::preRequest(){
  29.     cout << "Proxy::preRequest" << endl;
  30. }
  33. void Proxy::request(){
  34.     preRequest();
  35.     m_pRealSubject->request();
  36.     afterRequest();
  37. }

优点

  • 代理模式能够协调调用者和被调用者，在一定程度上降低了系 统的耦合度。
  • 远程代理使得客户端可以访问在远程机器上的对象，远程机器 可能具有更好的计算性能与处理速度，可以快速响应并处理客户端请求。
  • 虚拟代理通过使用一个小对象来代表一个大对象，可以减少系 统资源的消耗，对系统进行优化并提高运行速度。
  • 保护代理可以控制对真实对象的使用权限。

缺点

  • 由于在客户端和真实主题之间增加了代理对象，因此 有些类型的代理模式可能会造成请求的处理速度变慢。
  • 实现代理模式需要额外的工作，有些代理模式的实现 非常复杂。

适用环境

根据代理模式的使用目的，常见的代理模式有以下几种类型：

  • 远程(Remote)代理：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个本地 的代理对象，这个不同的地址空间可以是在同一台主机中，也可是在 另一台主机中，远程代理又叫做大使(Ambassador)。
  • 虚拟(Virtual)代理：如果需要创建一个资源消耗较大的对象，先创建一个消耗相对较小的对象来表示，真实对象只在需要时才会被真正创建。
  • Copy-on-Write代理：它是虚拟代理的一种，把复制（克隆）操作延迟 到只有在客户端真正需要时才执行。一般来说，对象的深克隆是一个 开销较大的操作，Copy-on-Write代理可以让这个操作延迟，只有对象被用到的时候才被克隆。
  • 保护(Protect or Access)代理：控制对一个对象的访问，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。
  • 缓冲(Cache)代理：为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间，以便多个客户端可以共享这些结果。
  • 防火墙(Firewall)代理：保护目标不让恶意用户接近。
  • 同步化(Synchronization)代理：使几个用户能够同时使用一个对象而没有冲突。
  • 智能引用(Smart Reference)代理：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，如将此对象被调用的次数记录下来等。

实例

图片懒加载是一个很典型的代理模式的例子。

  1. //抽象日志记录类：抽象主题
  2. interface AbstractLog
  3. {
  4.     public void method();
  5. }
  1. import java.util.*;
  3. //日志记录代理类：代理主题
  4. class LoggerProxy implements AbstractLog
  5. {
  6.     private BusinessClass business;
  8.     public LoggerProxy()
  9.     {
  10.         business = new BusinessClass();
  11.     }
  13.     public void method()
  14.     {
  15.         Calendar calendar = new GregorianCalendar();
  16.         int year = calendar.get(Calendar.YEAR);
  17.         int month = calendar.get(Calendar.MONTH) + 1;
  18.         int day = calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH);
  19.         int hour = calendar.get(Calendar.HOUR) + 12;
  20.         int minute = calendar.get(Calendar.MINUTE);
  21.         int second = calendar.get(Calendar.SECOND);
  22.         String dateTime = year + "-" + month + "-" + day + " " + hour + ":" + minute + ":" + second + "！";
  23.         System.out.println("方法method()被调用，调用时间为" + dateTime);
  24.         try{
  25.             business.method();
  26.             System.out.println("方法method()调用成功！");
  27.         }
  28.         catch(Exception e)
  29.         {
  30.             System.out.println("方法method()调用失败！");
  31.         }
  32.     }
  33. }
  1. //业务类：真实主题
  2. class BusinessClass implements AbstractLog
  3. {
  4.     public void method()
  5.     {
  6.         System.out.println("真实业务方法！");
  7.     }
  8. }
  1. //客户端测试类
  2. class Client
  3. {
  4.     public static void main(String args[])
  5.     {
  6.         AbstractLog al;
  7.         al = new LoggerProxy();
  8.         al.method();
  9.     }
  10. }

在本实例中，通过代理类LoggerProxy来间接调用真实业务类BusinessClass的方法，可以在调用真实业务方法时增加新功能（如日志记录），此处使用的是代理模式的一种较为简单的形式，类似于保护代理，在实施真实调用时可以执行一些额外的操作。由于代理主题和真实主题实现了相同的接口，因此在客户端可以针对抽象编程，而将具体代理类类名存储至配置文件中，增加和更换代理类和真实类都很方便，无需修改源代码，满足开闭原则。