23种设计模式之代理模式（Proxy Pattern）

在软件开发过程中，有些对象有时候会由于网络或其他的障碍，以至于不能够或者不能直接访问到这些对象，如果直接访问对象给系统带来不必要的复杂性，这时候可以在客户端和目标对象之间增加一层中间层，让代理对象代替目标对象，然后客户端只需要访问代理对象，由代理对象去帮我们去请求目标对象并返回结果给客户端，这样的一个解决思路就是今天要介绍的代理模式

代理模式：给某一个对象提供一个代理或占位符，并由代理对象来控制对原对象的访问。

Proxy Pattern: Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it.

代理模式包含如下三个角色：

       (1) Subject（抽象主题角色）：它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。

       (2) 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。

       (3) RealSubject（真实主题角色）：它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。

代理模式按照使用目的可以分为以下几种：

• 远程（Remote）代理：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个局域代表对象。这个不同的地址空间可以是本电脑中，也可以在另一台电脑中。最典型的例子就是——客户端调用Web服务或WCF服务。
• 虚拟（Virtual）代理：根据需要创建一个资源消耗较大的对象，使得对象只在需要时才会被真正创建。
• Copy-on-Write代理：虚拟代理的一种，把复制（或者叫克隆）拖延到只有在客户端需要时，才真正采取行动。
• 保护（Protect or Access）代理：控制一个对象的访问，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。
• 防火墙（Firewall）代理：保护目标不让恶意用户接近。
• 智能引用（Smart Reference）代理：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，比如将对此对象调用的次数记录下来等。
• Cache代理：为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间，以便多个客户端可以这些结果。

所有种类的代理模式中，虚拟代理、远程代理、智能引用代理和保护代理较为常见的代理模式。下面让我们具体看看代理模式的具体定义。

优点：

       (1) 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。

       (2) 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：

       (1) 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。

       (2) 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，可以在一定程度上节省系统的运行开销。

       (3) 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。

       (4) 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。

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，例如保护代理。

       (2) 实现代理模式需要额外的工作，而且有些代理模式的实现过程较为复杂，例如远程代理。

适用场景

       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：

       (1) 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。

       (2) 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。

       (3) 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。

       (4) 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。

       (5) 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。

代理模式的结构图比较简单，但是在真实的使用和实现过程中要复杂很多，特别是代理类的设计和实现

抽象主题类声明了真实主题类和代理类的公共方法，它可以是接口、抽象类或具体类，客户端针对抽象主题类编程，一致性地对待真实主题和代理主题，典型的抽象主题类

    /// <summary>
    /// 业务接口
    /// </summary>
    public interface ISubject
    {
        /// <summary>
        /// get
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        bool GetSomething();

        /// <summary>
        /// do
        /// </summary>
        void DoSomething();
    }

    /// <summary>
    /// 一个耗时耗资源的对象方法
    /// 一个第三方封装的类和方法
    /// </summary>
    public class RealSubject : ISubject
    {
        public RealSubject()
        {
            Thread.Sleep(2000);
            long lResult = 0;
            for (int i = 0; i < 100000000; i++)
            {
                lResult += i;
            }
            Console.WriteLine("RealSubject被构造。。。");
        }

        /// <summary>
        /// 火车站查询火车票
        /// </summary>
        public bool GetSomething()
        {
            Console.WriteLine("坐车去火车站看看余票信息。。。");
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("到火车站，看到是有票的");
            return true;
        }

        /// <summary>
        /// 火车站买票
        /// </summary>
        public void DoSomething()
        {
            Console.WriteLine("开始排队。。。");
            Thread.Sleep(2000);
            Console.WriteLine("终于买到票了。。。");
        }
    }

    /// <summary>
    /// 代理：只能传达原有逻辑，不能新增业务逻辑
    /// 自建的一层
    /// </summary>
    public class ProxySubject : ISubject
    {
        private static ISubject _iSubject = null;// new RealSubject();
        private void Init()
        {
            _iSubject = new RealSubject();
        }



        private static bool _BooleanResult = false;
        private static bool _IsInit = false;

        private static Dictionary<string, bool> _Cache = new Dictionary<string, bool>();

        /// <summary>
        /// 火车站查询火车票
        /// </summary>
        public bool GetSomething()
        {
            Console.WriteLine("before GetSomething");
            if (!_IsInit)//缓存
            {
                _BooleanResult = _iSubject.GetSomething();
                _IsInit = true;
            }

            Console.WriteLine("after GetSomething");
            return _BooleanResult;
        }

        /// <summary>
        /// 火车站买票
        /// </summary>
        public void DoSomething()
        {
            Console.WriteLine("before DoSomething");

            if (_iSubject == null)
            {
                this.Init();
            }
            _iSubject.DoSomething();
            Console.WriteLine("after DoSomething");
        }
    }

前端调用

                {
                    Console.WriteLine("***********Proxy1**************");
                    ISubject subject = new ProxySubject();

                    subject.GetSomething();
                    subject.DoSomething();
                }

本文参考文档：

https://www.cnblogs.com/zhili/p/ProxyPattern.html

https://blog.csdn.net/lynchyo/article/details/38776905