設計模式之代理模式（proxy pattern）

代理模式的本質是一個中間件，主要目的是解耦合服務提供者和使用者。使用者通過代理間接的訪問服務提供者，便於后者的封裝和控制。是一種結構性模式。

1.目的

為外部調用者提供一個訪問服務提供者的代理對象。

2.動機

限制對目標對象的直接訪問，降低耦合度。

3.優缺點

優點： 

• 低耦合
• 易擴展
• 靈活度高

缺點：

• 間接訪問可能會延遲請求相應
• 增加工作量

4.分類

• 靜態代理
• 動態代理

　　代理類本身的實現可能並不簡單，加上每一個需要代理的對象均均需要實現一個代理類，其工作量本身比較大，易出錯。

　　所謂動態代理（DynamicProxy）是指在程序運行時動態的生成對目標對象的訪問接口。

　　本文主要介紹前者，關於后者可以參考JDK自帶的動態代理。

5.主要用途

代理模式在以下場景比較適用：

     1、遠程代理。 2、虛代理。 3、保護代理。4、智能指引代理。5、寫時復制(Copy-on-Write)代理。  6、緩存代理。 7、防火牆代理。 8、同步化代理。

6.原理

下面是GoF介紹典型的代理模式UML類圖

Subject:

　定義RealSubject對外的接口，且這些接口必須被Proxy實現，這樣外部調用proxy的接口最終都被轉化為對realsubject的調用。

RealSubject:

　真正的目標對象。

Proxy:

　目標對象的代理，負責控制和管理目標對象，並間接地傳遞外部對目標對象的訪問。

1. Remote Proxy: 對本地的請求以及參數進行序列化，向遠程對象發送請求，並對響應結果進行反序列化，將最終結果反饋給調用者；
2. Virtual Proxy: 當目標對象的創建開銷比較大的時候，可以使用延遲或者異步的方式創建目標對象；
3. Protection Proxy: 細化對目標對象訪問權限的控制；

7.實現

 下面我們使用兩個例子來實際體驗一下代理模式的應用

網絡代理

對於一些國內不能直接訪問的網站，合法的使用的網絡代理可以實現對目標網站的訪問;

定義公共接口類Server:

public interface Server{
    void visit(String url);
}

  代理服務器ProxyServer:

public class ProxyServer implements Server{
 
   private RealServer realServer;
 
   public ProxyServer(String serverName){
      this.realServer = new RealServer(serverName);
   }
 
   @Override
   public void visit(String url) {
      realServer.visit(url);
   }
}

  目標服務器RealServer:

public class RealServer implements Server {
    private String serverName;
    public RealServer(String serverName) {
        this.serverName = serverName;
        System.out.println("This is " + serverName);
    }
    
    @Override
    public void visit(String url) {
        response(url);
    }
    
    private void response(String res) {
        System.out.println("This is response of " + res + " from server:" + serverName);
    }
}

 演示：

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Server server = new ProxyServer("www.google.com");
        server.visit("map.google.com");
    }
}

智能指針引用計數

下面使用代理模式簡單的模擬指針引用計數問題

接口類Obj:

public interface Obj{
    void GetAttr();
    Obj copy();
    void delete();
}

  智能指針類SmartPointer:

public class SmartPointer implements Obj{
 
   private RealObj realObj;
   private int counter = 1;
 
   public SmartPointer(String objType){
      this.realObj = new RealObj(objType);
   }
   
   @Override
   public void GetAttr() {
       if(counter > 0) {
           realObj.GetAttr();
       }
       System.out.println("Smart Ref: " + counter);
   }
       
    public Obj copy() {
        if(counter > 0) {
            counter += 1;
            return this;
        }
        System.out.println("Invalid Pointer!");
        return null;
    }
    
    public void delete() {
        if(counter > 0) {
            counter -= 1;
            if(0 == counter) {
                realObj = null;
            }
        }
        else {
            System.out.println("Invalid Pointer!");
        }
    }
}

 被引用對象類RealObj:

public class RealObj implements Obj {
    private String objType;
    public RealObj(String objType) {
        this.objType = objType;
        System.out.println("Create Obj: " + objType);
    }
    
    @Override
    public void GetAttr() {
        System.out.println("get attr of real obj " + objType);
    }

    @Override
    public Obj copy() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return null;
    }

    @Override
    public void delete() {
        // TODO Auto-generated method stub
        
    }
}

 參考：

GoF《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》

https://www.runoob.com/design-pattern/proxy-pattern.html