Android设计模式之代理模式（Proxy Pattern）

代理模式介绍

代理模式（Proxy Pattern）也称为委托模式，是结构型设计模式的一种，代理模式在各类开发中运用的相当广泛，不论是j2ee，android还是ios，都能看到它的身影，所以说设计模式无处不在。

代理模式的定义：

为其他对象提供一种代理以控制这个对象的访问。通俗一点：找别人做你想做但是做不了的事情。

代理模式的UML类图，如图：

角色介绍：

   （1） 抽象主题（Subject）：定义了真实主题（RealSubject）和代理  （Proxy）的公共接口，这样就在任何时候使用真实主题（RealSubject）的地方使用代理（Proxy）。
　　（2） 代理（Proxy）：保存一个引用使得代理可以直接访问真实主题，并提供一个与Subject的接口相同的接口，这样代理就可以代替真实主题。
　　（3） 真实主题（RealSubject）：定义Proxy所代表的真实主题。
　　（4） 客户类（Client）：即使用代理类的类型。

代理模式的简单实现

背景描述

在生活中代理模式也是经常存在，比如2011年老罗针对西门子冰箱门关不严，进行维权。假设找到了律师进行维权，那么这种方式就是代理模式，当然老罗可以自己打官司，也可以自己打官司，有相同的地方，也有不同的地方。

相同的地方在于：
1、 诉讼申请：都需要提交原告的资料，如姓名、年龄、事情缘由、想达到的目的。
2、 诉讼取证：都需要经过法院的取证调查，开庭争辩等过程。
3、 诉讼完成：最后拿到审判结果。

不同地方在于：
1、 节省时间：老罗省事了，让专业的人做专业的事，不需要自己再去了解法院那一套繁琐复杂的流程。
2、 成功性概率：把握更大了。

通过上面的例子，我们注意到代理模式有几个重点。
1、 被代理的角色（老罗）
2、 代理角色（律师）
3、 协议（不管是代理和被代理谁去做，都需要做的事情，抽象出来就是协议）

具体代码实现

定义诉讼协议接口ILawProtocol.java:

/**
 *诉讼协议接口：规定诉讼的一般流程
 */
public interface ILawProtocol {
    void submit();//提交申请
    void burden();//进行举证
    void defend();//开始辩护
    void finish();//诉讼完成
}

定义具体的诉讼人LaoLuo .java:

/*
 * 具体的诉讼人：继承诉讼接口
 */
public class LaoLuo implements ILawProtocol{

    @Override
    public void submit() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("申请：西门子冰箱质量缺陷，特此申请民事仲裁！");
    }

    @Override
    public void burden() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("证据：这是购买冰箱的发票，以及冰箱质量问题的视频！");
    }

    @Override
    public void defend() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("辩护：我们证据确凿，必须得到应该的赔偿！");
    }

    @Override
    public void finish() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("诉讼完成：判决西门子北京分公司在七日之内退还老罗购买冰箱的成本！");
    }
}

定义代理律师类Lawyer .java

/*
 * 代理律师类：继承诉讼接口
 */
public class Lawyer implements ILawProtocol{

    private ILawProtocol mILawSuit;//关联一个诉讼人
    public Lawyer(ILawProtocol mILawSuit) {
        super();
        this.mILawSuit = mILawSuit;
    }

    @Override
    public void submit() {
        // TODO Auto-generated method stub
        mILawSuit.submit();//提交申请
    }

    @Override
    public void burden() {
        // TODO Auto-generated method stub
        mILawSuit.burden();//进行举证
    }

    @Override
    public void defend() {
        // TODO Auto-generated method stub
        mILawSuit.defend();//开始辩护
    }

    @Override
    public void finish() {
        // TODO Auto-generated method stub
        mILawSuit.finish();//诉讼完成
    }

}

开庭审理测试Test.java:

import java.lang.reflect.Proxy;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //构造一个具体要诉讼的人：老罗
        ILawProtocol laoluo=new LaoLuo();
        /**使用静态代理**/
        //构造一个代理律师，并将老罗作为构造参数传进去
        ILawProtocol lawyer=new Lawyer(laoluo);
        //执行诉讼人的相关行为
        lawyer.submit();
        lawyer.burden();
        lawyer.defend();
        lawyer.finish();
    }
}

打印结果如下：

诉讼申请：西门子冰箱质量缺陷，特此申请民事仲裁！
诉讼证据：这是购买冰箱的发票，以及冰箱质量问题的视频！
诉讼辩护：我们证据确凿，必须得到应该的赔偿！
诉讼完成：判决西门子北京分公司在七日之内退还老罗购买冰箱的成本！

上文使用的是静态代理，但是静态代理后期扩展和维护比较困难，因为代码写的太死，没有可替换的余地；针对代码写得死能想到什么解决办法？对，就是反射。使用反射可以很到的解决决定加载哪个代理类的问题，避免了每个代理类都要重复写的问题，这就是动态代理。

新建一个动态代理类DynamicProxy .java：

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class DynamicProxy implements InvocationHandler{
//继承InvocationHandler接口
    private Object obj;//被代理的类引用
    public DynamicProxy(Object obj) {//关联被代理的类
        this.obj = obj;
    }
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        //调用被代理类对象的方法
        Object result=method.invoke(obj, args);
        return result;
    }

}

然后修改客户类如下：

import java.lang.reflect.Proxy;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //构造一个具体要诉讼的人：老罗
        ILawProtocol laoluo=new LaoLuo();
        /**使用动态代理**/
        DynamicProxy dynamicProxy=new DynamicProxy(laoluo);//构造一个动态代理
        //获取被代理类老罗的ClassLoader
        ClassLoader loader=laoluo.getClass().getClassLoader();
        //动态的构造一个代理者律师类
        ILawProtocol lawyerT=(ILawProtocol)Proxy.newProxyInstance(
                loader, 
                new Class[]{ILawProtocol.class}, 
                dynamicProxy);
        //实现ILawProtocol的四个方法：
        lawyerT.submit();
        lawyerT.burden();
        lawyerT.defend();
        lawyerT.finish();
    }
}

打印结果同上。

代理模式除了分为静态代理和动态代理两种分法以外，还有其他按使用场景分类：

• 远程代理（Remote Proxy）： 为一个位于不同地址空间的的对象提供一个本地的代理。
• 虚拟代理（Virtual Proxy）：如果需要创建一个消耗较大的对象，先创建一个消耗较小的对象来表示，真实对象只在需要时才被真实创建。

• 安全代理（Protection Proxy）：用来控制对真实对象的访问权限

Android源码中的代理模式分析

Android源码中有不少的代理模式实现，比如源码里的ActivityManagerProxy代理类，其具体代理的是ActivityManagerNative的子类ActivityManagerService，ActivityManagerService 的功能是负责四大组件的启动/切换/调度、进程的管理/调度等； ActivityManagerService 继承自 ActivityManagerNative 类，并实现了 Watchdog.Monitor 和 BatteryStatsImpl.BatteryCallback 接口；而 ActivityManagerNative 继承自 Binder 类，并实现了 IActivityManager 接口。

class ActivityManagerProxy implements IActivityManager{
        //代码省略...
}

ActivityManagerProxy 实现了IActivityManager接口，该接口定义了Activity相关的接口方法，其中有一些我们在应用开发中也时常接触到。

public interface IActivityManager extends IInterface{
    public int startActivity(){};
    public Intent registerReceiver(){};
    public void unregisterReceiver(){};
    public ComponentName startService(){};
    public int stopService(){};
    public int bindService(){};
    //省略...
}

上面的IActivityManager这个接口类就相当于代理模式中的抽象主题，那么真正的实现主题是什么呢？就是上面我们提到的继承于ActivityManagerNative 的ActivityManagerService类，这几个类之间的关系如下：

通过类图，我们可以清晰的看到ActivityManagerProxy和ActivityManagerNative 都实现了IActivityManager接口，严格的说ActivityManagerProxy就是代理部分，ActivityManagerNative 就是真实部分，但ActivityManagerNative 是一个抽象类，并不过多的处理具体逻辑，大部分具体逻辑由其子类ActivityManagerService承担。

ActivityManagerService是系统级的Service并且运行于独立的进程空间中，可以通过ServiceManager来获取它。而ActivityManagerProxy也是运行在独立的进程空间中，两者并不相同，因此ActivityManagerProxy与ActivityManagerService的通信必定是通过跨进程来进行的，从类图中也可以看到，这里跨进程的实现是基于Android的Binder机制，并且此处的代理模式实质是远程代理模式。

ActivityManagerProxy在实际的逻辑处理中并未过多的被外部类引用，因为在Android中管理和维护Activity相关信息的类是另外一个叫做ActivityManager的类，ActivityManager虽然说是管理者Activity的相关信息，但是实质上其大多数逻辑都是由ActivityManagerProxy承担。

下面的类关系图很好的描述了ActivityManagerProxy与ActivityManager之间的调用关系：

ActivityManagerService里的源码非常的复杂庞大，后续会继续学习并分享给大家。

总结

通过本篇文章需要掌握以下几点：
（1）代理模式的定义及使用场景，并会简单使用；
（2）理解动态代理和静态代理的区别；
（3）理解InvocationHandler和Proxy.newProxyInstance的使用；

推荐文章：
1 http://yangguangfu.iteye.com/blog/815787
将代理模式的三种角色与水浒传里相关人物对应起来，很形象生动，Big赞。

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