代理模式
代理模式定义：给某一个对象提供一个代理或占位符，并由代理对象来控制对原对象的访问。
图15-2 代理模式结构图
(3) RealSubject（真实主题角色）：它定义了代理角色所代表的真实对象，在真实主题角色中实现了真实的业务操作，客户端可以通过代理主题角色间接调用真实主题角色中定义的操作。
典型的抽象主题类代码如下：
abstract class Subject { public abstract void Request(); }
真实主题类继承了抽象主题类，提供了业务方法的具体实现，其典型代码如下：
class RealSubject : Subject { public override void Request() { //业务方法具体实现代码 } }
代理类也是抽象主题类的子类，它维持一个对真实主题对象的引用，调用在真实主题中实现的业务方法，在调用时可以在原有业务方法的基础上附加一些新的方法来对功能进行扩充或约束，最简单的代理类实现代码如下：
class Proxy : Subject { private RealSubject realSubject = new RealSubject(); //维持一个对真实主题对象的引用 public void PreRequest() { …... } public override void Request() { PreRequest(); realSubject.Request(); //调用真实主题对象的方法 PostRequest(); } public void PostRequest() { …… } }
代理模式分类：
(1) 远程代理(Remote Proxy)：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
(2) 虚拟代理(Virtual Proxy)：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。
(3) 保护代理(Protect Proxy)：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。
(4) 缓冲代理(Cache Proxy)：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。
(5) 智能引用代理(Smart Reference Proxy)：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，例如将对象被调用的次数记录下来等。
15.3 代理模式应用实例
某软件公司承接了某信息咨询公司的收费商务信息查询系统的开发任务，该系统的基本需求如下：
(1) 在进行商务信息查询之前用户需要通过身份验证，只有合法用户才能够使用该查询系统；
(2) 在进行商务信息查询时系统需要记录查询日志，以便根据查询次数收取查询费用。
该软件公司开发人员已完成了商务信息查询模块的开发任务，现希望能够以一种松耦合的方式向原有系统增加身份验证和日志记录功能，客户端代码可以无区别地对待原始的商务信息查询模块和增加新功能之后的商务信息查询模块，而且可能在将来还要在该信息查询模块中增加一些新的功能。
1.实例分析及类图
通过分析，可以采用一种间接访问的方式来实现该商务信息查询系统的设计，在客户端对象和信息查询对象之间增加一个代理对象，让代理对象来实现身份验证和日志记录等功能，而无须直接对原有的商务信息查询对象进行修改，如图15-3所示：
图15-3 商务信息查询系统设计方案示意图
在图15-3中，客户端对象通过代理对象间接访问具有商务信息查询功能的真实对象，在代理对象中除了调用真实对象的商务信息查询功能外，还增加了身份验证和日志记录等功能。使用代理模式设计该商务信息查询系统，结构图如图15-4所示。
图15-4 商务信息查询系统结构图
class AccessValidator { //模拟实现登录验证 public bool Validate(string userId) { Console.WriteLine("在数据库中验证用户'" + userId + "'是否是合法用户？"); if (userId.Equals("杨过")) { Console.WriteLine("'{0}'登录成功！",userId); return true; } else { Console.WriteLine("'{0}'登录失败！", userId); return false; } } }
(2) Logger：日志记录类，业务类，它提供方法Log()来保存日志。
class Logger { //模拟实现日志记录 public void Log(string userId) { Console.WriteLine("更新数据库，用户'{0}'查询次数加1！",userId); } }
(3) Searcher：抽象查询类，充当抽象主题角色，它声明了DoSearch()方法。
interface Searcher { string DoSearch(string userId, string keyword); }
(4) RealSearcher：具体查询类，充当真实主题角色，它实现查询功能，提供方法DoSearch()来查询信息。
class RealSearcher : Searcher { //模拟查询商务信息 public string DoSearch(string userId, string keyword) { Console.WriteLine("用户'{0}'使用关键词'{1}'查询商务信息！",userId,keyword); return "返回具体内容"; } }
(5) ProxySearcher：代理查询类，充当代理主题角色，它是查询代理，维持了对RealSearcher对象、AccessValidator对象和Logger对象的引用。
class ProxySearcher : Searcher { private RealSearcher searcher = new RealSearcher(); //维持一个对真实主题的引用 private AccessValidator validator; private Logger logger; public string DoSearch(string userId, string keyword) { //如果身份验证成功，则执行查询 if (this.Validate(userId)) { string result = searcher.DoSearch(userId, keyword); //调用真实主题对象的查询方法 this.Log(userId); //记录查询日志 return result; //返回查询结果 } else { return null; } } //创建访问验证对象并调用其Validate()方法实现身份验证 public bool Validate(string userId) { validator = new AccessValidator(); return validator.Validate(userId); } //创建日志记录对象并调用其Log()方法实现日志记录 public void Log(string userId) { logger = new Logger(); logger.Log(userId); } }
(6) 配置文件App.config，在配置文件中存储了代理主题类类名。
<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
<appSettings>
<add key="proxy" value="ProxySearcher"/>
</appSettings>
</configuration>
(7) Program：客户端测试类
class Program { static void Main(string[] args) { //读取配置文件 string proxy = ConfigurationManager.AppSettings["proxy"]; //反射生成对象，针对抽象编程，客户端无须分辨真实主题类和代理类 Searcher searcher; searcher = (Searcher)Assembly.Load("ProxySample").CreateInstance(proxy); String result = searcher.DoSearch("杨过", "玉女心经"); Console.Read(); } }
编译并运行程序，输出结果如下：
在数据库中验证用户'杨过'是否是合法用户？ '杨过'登录成功！ 用户'杨过'使用关键词'玉女心经'查询商务信息！ 更新数据库，用户'杨过'查询次数加1！
15.4 远程代理
远程代理(Remote Proxy)是一种常用的代理模式，它使得客户端程序可以访问在远程主机上的对象，远程主机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的请求。
远程代理示意图如图15-5所示，客户端对象不能直接访问远程主机中的业务对象，只能采取间接访问的方式。远程业务对象在本地主机中有一个代理对象，该代理对象负责对远程业务对象的访问和网络通信，它对于客户端对象而言是透明的。
图15-5 远程代理示意图
15.5 虚拟代理 略
通过虚拟代理对象来间接引用真实对象，可以在一定程度上提高系统的性能。
15.6 缓冲代理
缓冲代理(Cache Proxy)也是一种较为常用的代理模式，它为某一个操作的结果提供临时的缓存存储空间，以便在后续使用中能够共享这些结果，从而可以避免某些方法的重复执行，优化系统性能。
在引入代理模式后，实现了在缓存级别上对业务对象的封装，增强了对业务对象的控制，如果需要访问的数据在缓存中已经存在，则无须再重复执行获取数据的方法，直接返回存储在缓存中的数据即可。由于原有业务对象（真实对象）和新增代理对象暴露在外的方法是一致的，因而对于调用方即客户端而言，调用代理对象与真实对象并没有实质的区别。
ProductDataProxy：
public static class ProductDataProxy { private static readonly int productTimeout = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings ["ProductCacheDuration"]); private static readonly bool enableCaching = bool.Parse(ConfigurationManager. AppSettings["EnableCaching"]); public static IList GetProductsByCategory(string category) { Product product = new Product(); //如果缓存被禁用，则直接通过product对象来获取数据 if (!enableCaching) { return product.GetProductsByCategory(category); } string key = "product_by_category_" + category; //从缓存中获取数据 IList data = (IList )HttpRuntime.Cache[key]; //如果缓存中没有数据则执行如下代码 if (data == null) { data = product.GetProductsByCategory(category); //通过工厂创建AggregateCacheDependency对象 AggregateCacheDependency cd = DependencyFacade.GetProductDependency (); //将数据存储在缓存中，并添加必要的AggregateCacheDependency对象 HttpRuntime.Cache.Add(key, data, cd, DateTime.Now.AddHours(product Timeout), Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.High, null); } return data; } …… }
与业务逻辑层Product对象的GetProductsByCategory()方法相比，上述代码增加了缓存机制。当缓存内不存在相关数据项时，则直接调用业务逻辑层Product的GetProductsByCategory()方法来获取数据，并将其与对应的AggregateCacheDependency对象一起存储在缓存中。在ProductDataProxy类的每一个业务方法中都实例化了Product类，再调用Product类的相应方法，因此ProductDataProxy与Product之间属于依赖关系，这是标准代理模式的一种变形，可以按照标准代理模式对其进行改进，包括引入高层的抽象接口。
不同类型的代理模式也具有独特的优点，例如：
(1) 远程代理为位于两个不同地址空间对象的访问提供了一种实现机制，可以将一些消耗资源较多的对象和操作移至性能更好的计算机上，提高系统的整体运行效率。
(2) 虚拟代理通过一个消耗资源较少的对象来代表一个消耗资源较多的对象，可以在一定程度上节省系统的运行开销。
(3) 缓冲代理为某一个操作的结果提供临时的缓存存储空间，以便在后续使用中能够共享这些结果，优化系统性能，缩短执行时间。
(4) 保护代理可以控制对一个对象的访问权限，为不同用户提供不同级别的使用权限。
代理模式的主要缺点如下：
(1) 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，例如保护代理。
(2) 实现代理模式需要额外的工作，而且有些代理模式的实现过程较为复杂，例如远程代理。
由图15-2可知，代理模式包含如下三个角色：
(1) Subject（抽象主题角色）：它声明了真实主题和代理主题的共同接口
(2) Proxy（代理主题角色）：它包含了对真实主题的引用，从而可以在任何时候操作真实主题对象；