C++设计模式_15_Proxy 代理模式

Proxy 代理模式也是属于“接口隔离”模式，通过增加一层间接层来解决问题的模式。

1. 动机( Motivation)

• 在面向对象系统中，有些对象由于某种原因 (比如对象创建的开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问等)直接访问会给使用者、或者系统结构带来很多麻烦。

• 如何在不失去透明操作对象的同时来管理/控制这些对象特有的复杂性?增加一层间接层是软件开发中常见的解决方式。
  所谓透明操作就是一致性，假如本来访问这个对象的方式是new一个对象，调用对象接口，那我还用类似方式访问你，至于背后的麻烦事，都不用知道，实现隔离。

2. 模式定义

为其他对象提供一种代理以控制(隔离，使用接口) 对这个对象的访问。
—《设计模式》GoF

3. 结构( Structure )

上图是《设计模式》GoF中定义的Proxy 代理模式的设计结构。结合上面的代码看图中最重要的是看其中稳定和变化部分，也就是下图中红框和蓝框框选的部分。

模式的结构很简单，但在实际使用过程中，可能会变得非常复杂。上图中接口为Subject，实际的对象为RealSubject，本来进行访问时，Client应该是直接声明一个Subject的接口，真正实际创建的是一个RealSubject的对象，但是由于某种特殊的原因，这时Client就应该直接去访问Proxy，Proxy和RealSubject之间背后要做的事情很复杂。

4. 代码演示Proxy 代理模式

4.1 常规方法

以下是一个简单的示意性的例子，按照常规的做法，创建接口，RealSubject作为实际对象，ClientApp直接声明一个Subject的接口，真正实际创建的是一个RealSubject的对象。

client.cpp

//接口
class ISubject{
public:
    virtual void process();
};


class RealSubject: public ISubject{
public:
    virtual void process(){
        //....
    }
};

class ClientApp{
    
    ISubject* subject;
    
public:
    //构造器
    ClientApp(){
        subject=new RealSubject();
    }
    
    void DoTask(){
        //...
        subject->process();
        
        //....
    }
};

这种方式是不合适的，可能是由于性能、安全控制、分布式等原因，无法达到new RealSubject();此时应该怎么去做呢？

4.2 Proxy 代理模式

使用Proxy 代理模式模式的做法如下：

proxy.cpp

class ISubject{
public:
    virtual void process();
};


//Proxy的设计
class SubjectProxy: public ISubject{
    
    
public:
    virtual void process(){
        //对RealSubject的一种间接访问
        //....
    }
};

class ClientApp{
    
    ISubject* subject;
    
public:
    
    ClientApp(){
        subject=new SubjectProxy();
    }
    
    void DoTask(){
        //...
        subject->process();
        
        //....
    }
};

proxy.cpp有时候是自己写，有时候是使用工具生成的。创建接口class SubjectProxy: public ISubject,SubjectProxy实现一种对RealSubject的间接访问，在class ClientApp中创建subject=new SubjectProxy();， SubjectProxy()针对RealSubject()的代理。

Proxy 代理模式常常会设计的比较复杂，但是整体的设计思想要进行理解。

5. 要点总结

• “增加一层间接层”是软件系统中对许多复杂问题的一种常见解决方法。在面向对象系统中，直接使用某些对象会带来很多问题，作为间接层的proxy对象便是解决这一问题的常用手段。
• 具体proxy设计模式的实现方法、实现粒度都相差很大，有些可能对单个对象做细粒度的控制，如copy-on-write技术，有些可能对组件模块提供抽象代理层，在架构层次对对象做proxy。

具体到实际中，以下代码的差异度相当大，总体设计思想遵循：代理类(SubjectProxy)和实际类(RealSubject)的接口(ISubject)是一致的

    virtual void process(){
        //对RealSubject的一种间接访问
        //....
    }

copy-on-write技术：字符串类中经常如此去做，如果对象没有什么更改的话，复制的话，内部会生成一个指针指向原来的对象，每拷贝一次都是浅拷贝，这种共享在当你需要改这个对象时就是有问题的，此时你就需要内部拷贝一份，实现一种代理
在分布式系统中会大量使用Proxy 代理模式

• Proxy并不一定要求保持接口完整的一致性，只要能够实现间接控制，有时候损及一些透明性是可以接受的。

代理的核心思想是增加一个中间层，实现不为外界所知的功能

6. 其他参考

C++设计模式——代理模式