初探代理模式

空城

2018-08-27

design pattern

代理

代码链接

koonchen/design-patterns/proxy

要点

为其他对象提供一种代理以控制这个对象的访问。

当我们打开某个图形编辑器的时候，很多图形对象的创建开销很大，但是打开它需要很迅速，所以应该按需创建。我们如何才能隐藏根据需要创建图像这一事实，从而不会让编辑器的实现复杂化？

问题的解决是使用另外一个对象，即图像 Proxy ，代替那个真正的图像。 Proxy 可以代替一个图像对象，并且在需要时负责实例化图像对象。

代理模式的适用性：

远程代理：为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。

虚代理：根据需要创建开销很大的对象。

保护代理：控制对原始对象的访问。保护代理用于对象应该有不同访问权限的时候。

智能指引：取代了简单的指针，它在访问对象时执行了一些附加操作：

对指向实际对象的引用计数，这样当该对象没有引用的时候，可以自动释放它。

当第一次引用一个持久对象时，将它装入内存。

在访问一个实际对象前，检查时候已经锁定了它，以确保其他对象不能改变它。

代理模式的参与者：

Proxy — 保存一个引用使得代理可以访问实体。代替实体，同时它控制对实体的读取、创建、删除。

Subject — 定义 RealSubject 和 Proxy 的共用接口，这样就在任何使用 RealSubject 的地方都可以使用 Proxy 了。

RealSubject — 定义 Proxy 所代表的实体。

现在，代理模式已经显而易见了，结构如下：

cover

Proxy 模式在访问对象时引入了一定程度的间接性，根据代理的类型，附加了很多用途：

Remote Proxy 可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实。

Virtual Proxy 可以进行最优化，例如根据要求创建对象。

Protection Proxies 和 Smart Reference 都允许在访问一个对象时有一些附加的内务处理。

需要注意的是，还有一种被称为 copy-on-write 的优化方式，该优化根据需要创建的对象有关，用代理延迟拷贝的过程，因为它没有被修改的时候，没有必要因为拷贝而产生开销。只有用户请求修改实体的操作时，代理才会真正拷贝它。

实现

Proxy 模式可以利用以下一些语言特性：

重载 C++ 中的存取运算符。

使用 Smalltalk 中的 doesNotUnderstand ， Smalltalk 提供一个 hook 方法可以用来自动转发请求。当用户向接受者发送一个消息， Proxy 可以重定义 doesNotUnderstand 以便它的实体转发这个消息。

Proxy 并不总是需要知道实体的类型，若 Proxy 类能够完全通过一个抽象接口处理它的实体，则无需为每一个 RealSubject 都生成一个 Proxy 类， Proxy 类统一处理所有的 RealSubject 类。当然，如果是实例化，那么是需要知道具体类的。

Java 实现

interface Subject {
  void request();
}

class RealSubject implements Subject {

  @Override
  public void request() {
    System.out.println("RealSubject instance has been created");
  }
}

class Proxy implements Subject {

  private final Subject realSubject;

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

  @Override
  public void request() {
    realSubject.request();
  }
}

public class ProxyClient {
  public static void main(String[] args) {
    Proxy proxy = new Proxy(new RealSubject());
    proxy.request();
  }
}

python 实现

class Subject(object):
    def request(self):
        print('Subject instance has been created')

class RealSubject(Subject):
    def request(self):
        print('RealSubject instance has been created')

class Proxy(Subject):
    def __init__(self, subject):
        self._subject = subject
    def request(self):
        self._subject.request()

if __name__ == '__main__':
    proxy = Proxy(RealSubject())
    proxy.request()

实现异曲同工，不再赘述。