设计模式复习笔记 （12）结构型模式：代理模式

模式定义

• 代理模式(Proxy Pattern) ：给某一个对象提供一个代理，并由代理对象控制对原对象的引用。代理模式的英文叫做Proxy或Surrogate，它是一种对象结构型模式。
• 在代理模式中引入了一个新的代理对象，代理对象在客户端对象和目标对象之间起到中介的作用，它去掉客户不能看到的内容和服务或者增添客户需要的额外的新服务。
• 代理模式是一种应用很广泛的结构型设计模式，而且变化形式非常多，常见的代理形式包括远程代理、保护代理、虚拟代理、缓冲代理、智能引用代理等，后面将学习这些不同的代理形式。

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模式动机

• 近年来，代购已逐步成为电子商务的一个重要分支。何谓代购，简单来说就是找人帮忙购买所需要的商品，当然你可能需要向实施代购的人支付一定的费用。代购通常分为两种类型：一种是因为在当地买不到某件商品，又或者是因为当地这件商品的价格比其他地区的贵，因此托人在其他地区甚至国外购买该商品，然后通过快递发货或者直接携带回来；还有一种代购，由于消费者对想要购买的商品相关信息的缺乏，自已无法确定其实际价值而又不想被商家宰，只好委托中介机构帮其讲价或为其代买。
• 代购网站为此应运而生，它为消费者提供在线的代购服务，如果看中某国外购物网站上的商品，可以登录代购网站填写代购单并付款，代购网站会帮助进行购买然后通过快递公司将商品发送给消费者。商品代购过程如图所示：

• 在软件开发中，也有一种设计模式可以提供与代购网站类似的功能。由于某些原因，客户端不想或不能直接访问一个对象，此时可以通过一个称之为“代理”的第三者来实现间接访问，该方案对应的设计模式被称为代理模式。

模式结构：

• Subject：抽象主题角色，声明了真实主题和代理主题的共同接口，这样一来在任何使用真实主题的地方都可以使用代理主题，客户端通常需要针对抽象主题角色进行编程。
• RealSubject：真实主题角色，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。
• 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；在代理主题角色中提供一个与真实主题角色相同的接口，以便在任何时候都可以替代真实主题；代理主题角色还可以控制对真实主题的使用，负责在需要的时候创建和删除真实主题对象，并对真实主题对象的使用加以约束。通常，在代理主题角色中，客户端在调用所引用的真实主题操作之前或之后还需要执行其他操作，而不仅仅是单纯调用真实主题对象中的操作。

模式优点

• 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。
  客户端可以针对抽象主题角色进行编程，增加和更换代理类无须修改源代码，符合开闭原则，系统具有较好的灵活性和可扩展性。
• 此外，不同类型的代理模式也具有独特的优点，例如：
  
  • 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。
  • 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，在一定程度上节省系统的运行开销。
  • 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。
  • 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。

模式缺点

• 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。

模式适用环境

• 代理模式的类型较多，不同类型的代理模式有不同的优缺点，它们应用于不同的场合：
  
  • 当客户端对象需要访问远程主机中的对象时可以使用远程代理。
  • 当需要用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，从而降低系统开销、缩短运行时间时可以使用虚拟代理，例如一个对象需要很长时间才能完成加载时。
  • 当需要为某一个被频繁访问的操作结果提供一个临时存储空间，以供多个客户端共享访问这些结果时可以使用缓冲代理。通过使用缓冲代理，系统无须在客户端每一次访问时都重新执行操作，只需直接从临时缓冲区获取操作结果即可。
    当需要控制对一个对象的访问，为不同用户提供不同级别的访问权限时可以使用保护代理。
  • 当需要为一个对象的访问（引用）提供一些额外的操作时可以使用智能引用代理。

模式扩展

• 在标准代理模式中，客户端通过Proxy调用RealSubject类的request()方法，还在Proxy中封装了其他方法(如preRequest()和postRequest())，可以处理一些其他问题。
• 标准代理模式中，各个角色在编译前就已存在，并且指定好了谁代理谁，执行效率高。因此也被称为静态代理模式。
• 当有多个真实主题对象需要代理时，需要建立多个代理类。
• 编译前就确定了谁代理谁，系统的灵活性差。
• 可以基于反射技术采用Java JDK提供的相应机制实现动态代理模式。
• 当有多个真实主题对象时，只需要一个动态代理类即可， 避免了创建多个静态代理类的麻烦。
• 可以在运行时根据实际需要为某个真实主题对象动态地创建一个代理对象，系统更加灵活。
• 缺点是效率低，比静态代理慢一点，可读性差，不好理解。
• JDK动态代理只能对实现了接口的类进行代理。
• JDK动态代理相关类位于java.lang.reflect包，涉及两个类：
• InvocationHandler接口。它是动态代理类对象所对应的调用处理程序类的接口， 该接口中定义了如下方法：

public Object invoke (Object proxy, Method method, Object[] args)                       throws Throwable;

该方法中第一个参数proxy表示代理类，第二个参数method表示需要代理的方法，第三个参数args表示代理方法的参数数组。

• Proxy类。该类即为动态代理类，该类最常用的方法为：

public static Object newProxyInstance (ClassLoader loader, Class<?>[] inter      faces,InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException;

该方法根据传入的参数返回一个动态创建的代理类对象，方法中第一个参数loader表示主题类(目标类)的类加载器，第二个参数interfaces表示主题类(目标类)的接口列表，第三个参数h表示调用处理程序对象，所有对代理类对象方法的调用都被委托给对象h，由对象h的invoke()进行相应的处理。