C++设计模式——代理模式(Proxy Pattern)

C++设计模式——代理模式(Proxy Pattern)

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定义

The proxy design pattern allows you to provide an interface to other objects by creating a wrapper class as the proxy. The wrapper class, which is the proxy, can add additional functionality to the object of interest without changing the object’s code.

代理模式又叫委托模式，是为某个对象提供一个代理对象，并且由代理对象控制对原对象的访问。代理模式通俗来讲就是我们生活中常见的中介。

由于某些原因，一个类（A）不能直接被客户端使用，所以我们可以创建这个类的代理类（B），实际上B就是A的影子而已

在代理模式（Proxy Pattern）中，一个类代表另一个类的功能。这种类型的设计模式属于结构型模式。
代理模式中的角色如下：

• 抽象主题角色(Subject)：可以是抽象类，也可以是接口。定义真实主题角色RealSubject 和 抽象主题角色Proxy的共用接口，这样就在任何使用RealSubject的地方都可以使
  用Proxy。
• 具体主题角色(RealSubject)：也叫做被委托角色或被代理角色，是业务逻辑的具体执行者。定义了代理角色(proxy)所代表的具体对象
• 代理主题角色(Proxy)：也叫做委托类或代理类。它负责对真实角色的应用，把所有抽象主题类定义的方法限制委托给真实主题角色实现，并且在具体主题角色处理完毕前后做预处理和善后处理工作。

其类图如下：

一个代理类可以代理多个被委托者或被代理者，因此一个代理类具体代理哪个具体主题角色，是由场景类决定的。最简单的情况是一个主题类和一个代理类。通常情况下，一个接口只需要一个代理类，具体代理哪个实现类由高层模块决定。

代码示例

以代理服务器为例进行代码编写，访问真正的服务器，需要通过代理服务器，代理服务器进行用户名密码校验，通过才允许访问真实服务器。

#include 

//抽象类，抽象的主题类
class AbstractServer {
public:
    virtual void Request() = 0;

    virtual ~AbstractServer() = default;
};

//真正主题类，具体提供服务的类
class RealServer : public AbstractServer {
    void Request() override {
        std::cout << "服务器启动..." << std::endl;
    }

};

//代理服务器，非真正的服务器，访问真正服务器必须通过代理服务器
class ProxyServer : public AbstractServer {
public:
    ProxyServer(const std::string &name, const std::string &pwd)
            : m_name(name), m_pwd(pwd) {
        m_pserver = std::make_shared();
    }

    // 和 真正主题类实现共同的接口，对外可以提供一致的接口！
    void Request() override {
        if (!CheckUser()) {
            std::cout << "用户名或者密码错误..." << std::endl;
            return;
        }
        std::cout << "校验用户名及密码成功..." << std::endl;
        PreRequest();//额外附加的操作

        m_pserver->Request();

        PostRequest();//额外附加的操作
    }

private:
    //访问服务器前 进行的动作，可以控制对真实主题类的访问
    bool CheckUser() {
        if ("admin" == m_name && "123456" == m_pwd) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    //真正访问服务器前 进行的动作
    void PreRequest() {
        std::cout << "进入代理服务器..." << std::endl;
    }

    //访问服务器之后 进行的动作
    void PostRequest() {
        std::cout << "服务器访问完毕..." << std::endl;
    }


private:
    std::shared_ptr m_pserver;
    std::string m_name;
    std::string m_pwd;
};

//客户端 通过登录代理服务器 访问 真实服务器
int main(int argc, char *argv[]) {
    std::shared_ptr proxy = std::make_shared("admin", "123456");//登录代理服务器
    proxy->Request();//通过代理服务器 访问真正服务器

    return 0;
    //运行结果如下：
    //校验用户名及密码成功...
    //进入代理服务器...
    //服务器启动...
    //服务器访问完毕...
}

先访问代理类再访问真正要访问的对象。似乎这样有点多此一举的味道，其实不然。代理类可以在真正的类执行之前，进行预处理。
在比如你有一个系统实现了登陆功能，在用户登录时,真正的登录类和代理登录类都实现了Login接口, 不同的是Proxy类的方法中增加了用户是否合法的判断,只有合法时才去调用真正登录类的login方法. 用户访问的其实是Proxy的login方法.这都是代理模式的优点。而且采用代理模式的话，并且你可以随时更改代理。

总结

优缺点

• 优点：
  1.职责清晰。 2.高扩展性。 3.智能化。
• 缺点：
  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。 2.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。

对比

• 代理模式与外观模式：
  1.代理模式中的代理角色和真实角色都继承于同一类。而外观模式是多个类的集合。
  2.代理角色与真实角色接口相同，功能一致，代理角色实现的是真实角色的功能。外观者模式的子系统功能不同，根据用户不同需要与外观类统一配置。
  3.实现方式上，外观模式是产生一个新类，封装内部操作；代理是产生一个继承类，操作对用户看起来是一样的。

• 代理模式与适配器模式
  适配器模式主要改变所考虑对象的接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些类可以一起工作，大多用在代码维护的后期，或者借用第三方库的情况下；而代理模式不能改变所代理类的接口。

• 代理模式与装饰模式
  装饰器模式为了增强功能，而代理模式是为了加以控制。 (该部分区别在装饰模式有所阐述)

代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类，以及事后对返回结果的处理等。代理类本身并不真正实现服务，而是通过调用委托类的相关方法，来提供特定的服务。真正的业务功能还是由委托类来实现，但是可以在业务功能执行的前后加入一些公共的服务。

智能指针的引用计数实现，应该就是采用代理模式实现的。个人看法。

参考资料

1.代理模式
2.设计模式之——代理模式
3.设计模式：代理模式（C++）【代理服务器案例】

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