设计模式之代理模式(Proxy)
代理模式是一种程序设计最为重要的一种模式,其具体的使用非常广泛,根据它的作用,其实我们可以直接理解为中间件或者中间层,比如各类软件的中间件,软件与硬件中的中间层。
作用
为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。这样实现了业务和核心功能分离。
抽象类视图
分类
- 虚拟代理:是根据需要创建开销很大的对象,通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象,使其只有在真正需要时才被创建。
- 远程代理:为一个对象在不同的地址空间提供局部代表,这样可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实。这个不同的地址空间可以是在本机器上,也可以在另一台机器中。
- 智能引用代理:是指当调用真实对象时,代理处理另外一些事,比如记录对此对象的调用次数等。
- 安全代理:也叫保护代理,用来控制真实对象访问时的权限,如果有必要的话,可以给不同调用者提供不同的权限。
- 写时拷贝代理:虚拟代理的一种,把复制推迟到只有客户的需要时才进行。
- 缓存代理:为某一个目标的操作结果提供临时存储空间,以便其他客户的可以共享访问,有点缓存的味道。
- 防火墙代理:保护对象,不让用户访问,安全代理的特例。
- 同步代理:可以让几个用户同时访问同一个对象而不产生冲突。
分类实现
虚拟代理
虚拟代理的主要目的是实现延迟,这里给出[DP]一书上的例子,考虑一个可以在文档中嵌入图形对象的文档编辑器。有些图形对象的创建开销很大。但是打开文档必须很迅速,因此我们在打开文档时应避免一次性创建所有开销很大的对象。这里就可以运用代理模式,在打开文档时,并不打开图形对象,而是打开图形对象的代理以替代真实的图形。待到真正需要打开图形时,仍由代理负责打开。
// 抽象类
class Image
{
public :
Image(std::string name) : m_name(name){ }
virtual ~Image( ){ }
virtual void Show( ) = 0; // 显示文档的函数
protected :
std::string m_name; // 文档名
};
// 大型实体类
class BigImage : public Image
{
public :
BigImage(std::string name) : Image(name){ }
virtual ~BigImage( ){ }
void Show( )
{
std::cout <<"This is Big Image..." <<std::endl;
}
};
// 大型图片代理器
class BigImageProxy : public Image
{
public :
BigImageProxy(std::string name) :Image(name), m_bigImage(NULL){ }
virtual ~BigImageProxy( )
{
delete m_bigImage;
}
void Show( )
{
if(this->m_bigImage == NULL)
{
m_bigImage = new BigImage(this->m_name);
}
m_bigImage->Show( );
}
private :
BigImage *m_bigImage;
};
// 客户端代码
int main( )
{
Image *Image = new BigImageProxy("Image.txt");
Image->Show( );
delete Image;
return 0;
}
远程代理
远程代理多见于通讯,如网络、IPC和RPC中,一般需要提供提供了客户辅助对象和服务辅助对象,为客户辅助对象创建和服务对象相同的方法(如JAVA中的stub和skeleton),然后实现之间的具体通讯,对于client 而言stub(其实是stub和skeleton共同工作)就是其远程代理。
智能引用代理
最典型的应用就是智能指针的运用,相对于指针,智能指针就是对指针的代理;这个的具体实现可以参考auto_ptr或者share_ptr的实现。
写时拷贝代理
写时拷贝使用了虚代理和引用计数的机制,推迟拷贝动作到计数发生变化时,比较典型的运用如std::string的内存实现;具体实现可以查看string的源码
std::string str1 = "fine";
std::string str2 = str1; //执行后str2 str1 的 data 地址是一样的;
str2[0] = 'w'; //执行后str2 地址发生变化
其他代理
剩余几种代理通过对访问对象的控制来实现其具体的应用,因为牵涉到复杂的应用场景和不同的语言架构,在这里就不多讲了,可能离题远了。