結(jié)構(gòu)型模式-代理模式

1、結(jié)構(gòu)型模式-代理模式本章教學(xué)內(nèi)容n代理模式 模式動機與定義 模式結(jié)構(gòu)與分析 模式實例與解析 模式效果與應(yīng)用 模式擴展代理模式n模式動機在某些情況下，一個客戶不想或者不能直接引用一個對象，此時可以通過一個稱之為“代理”的第三者來實現(xiàn)間接引用。代理對象可以在客戶端和目標對象之間起到中介的作用，并且可以通過代理對象去掉客戶不能看到的內(nèi)容和服務(wù)或者添加客戶需要的額外服務(wù)。代理模式n模式動機代理模式n模式動機代理模式n模式動機通過引入一個新的對象（如小圖片和遠程代理對象）來實現(xiàn)對真實對象的操作或者將新的對象作為真實對象的一個替身，這種實現(xiàn)機制即為代理模式，通過引入代理對象來間接訪問一個對象，這就是代理模

2、式的模式動機。 代理模式n模式定義代理模式(Proxy Pattern) ：給某一個對象提供一個代理，并由代理對象控制對原對象的引用。代理模式的英文叫做Proxy或Surrogate，它是一種對象結(jié)構(gòu)型模式。代理模式n模式定義Proxy Pattern: Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it. Frequency of use: medium high 代理模式n模式結(jié)構(gòu)preRequest();realSubject.request();postRequest();realS

3、ubjectSubject+ request ().Proxy- realSubject : RealSubject+preRequest ()request ()postRequest ().RealSubject+ request ().Client代理模式n模式結(jié)構(gòu)代理模式包含如下角色：Subject: 抽象主題角色Proxy: 代理主題角色RealSubject: 真實主題角色代理模式n模式分析代理模式示意結(jié)構(gòu)圖比較簡單，一般可以簡化為如下圖所示，但是在現(xiàn)實中要復(fù)雜很多。接口代理類實現(xiàn)類實現(xiàn)實現(xiàn)調(diào)用代理模式n模式分析典型的代理類實現(xiàn)代碼：public class Proxy imple

4、ments Subject private RealSubject realSubject = new RealSubject(); public void preRequest() . public void request() preRequest(); realSubject.request(); postRequest(); public void postRequest() 代理模式n代理模式實例與解析實例一：論壇權(quán)限控制代理 在一個論壇中已注冊用戶和游客的權(quán)限不同，已注冊的用戶擁有發(fā)帖、修改自己的注冊信息、修改自己的帖子等功能；而游客只能看到別人發(fā)的帖子，沒有其他權(quán)限。使用代理模式

5、來設(shè)計該權(quán)限管理模塊。在本實例中我們使用代理模式中的保護代理，該代理用于控制對一個對象的訪問，可以給不同的用戶提供不同級別的使用權(quán)限。代理模式n代理模式實例與解析實例一：論壇權(quán)限控制代理 permissionPermissionProxy-permissionlevel: RealPermission: int = new RealPermission() = 0+modifyUserInfo ()viewNote ()publishNote ()modifyNote ()setLevel (int level): void: void: void: void: voidRealPermiss

6、ion+modifyUserInfo ()viewNote ()publishNote ()modifyNote ()setLevel (int level).: void: void: void: void: voidAbstractPermission+modifyUserInfo ()viewNote ()publishNote ()modifyNote ()setLevel (int level): void: void: void: void: voidClient代理模式n代理模式實例與解析實例二：數(shù)學(xué)運算代理 模擬應(yīng)用遠程代理來訪問另外一個應(yīng)用程序域中的對象，如果在遠程實現(xiàn)了加減

7、乘除等運算，在本地需要調(diào)用，那么可以考慮在本地設(shè)置一個代理。代理模式n代理模式實例與解析實例二：數(shù)學(xué)運算代理 realProxyCalculator- real : RealCalculator+init ()add (double x, double y)sub (double x, double y)mul (double x, double y)div (double x, double y).: void: double: double: double: doubleRealCalculator+add (double x, double y)sub (double x, double

8、 y)mul (double x, double y)div (double x, double y).: double: double: double: doubleCalculator+add (double x, double y)sub (double x, double y)mul (double x, double y)div (double x, double y).: double: double: double: doublereal.add(x,y);real=new RealCalculator();代理模式n模式優(yōu)缺點代理模式的優(yōu)點代理模式能夠協(xié)調(diào)調(diào)用者和被調(diào)用者，在一

9、定程度上降低了系統(tǒng)的耦合度。遠程代理使得客戶端可以訪問在遠程機器上的對象，遠程機器可能具有更好的計算性能與處理速度，可以快速響應(yīng)并處理客戶端請求。虛擬代理通過使用一個小對象來代表一個大對象，可以減少系統(tǒng)資源的消耗，對系統(tǒng)進行優(yōu)化并提高運行速度。保護代理可以控制對真實對象的使用權(quán)限。代理模式n模式優(yōu)缺點代理模式的缺點由于在客戶端和真實主題之間增加了代理對象，因此有些類型的代理模式可能會造成請求的處理速度變慢。實現(xiàn)代理模式需要額外的工作，有些代理模式的實現(xiàn)非常復(fù)雜。代理模式n模式適用環(huán)境根據(jù)代理模式的使用目的，常見的代理模式有以下幾種類型：遠程(Remote)代理：為一個位于不同的地址空間的對象提

10、供一個本地的代理對象，這個不同的地址空間可以是在同一臺主機中，也可是在另一臺主機中，遠程代理又叫做大使(Ambassador)。 虛擬(Virtual)代理：如果需要創(chuàng)建一個資源消耗較大的對象，先創(chuàng)建一個消耗相對較小的對象來表示，真實對象只在需要時才會被真正創(chuàng)建。 Copy-on-Write代理：它是虛擬代理的一種，把復(fù)制（克?。┎僮餮舆t到只有在客戶端真正需要時才執(zhí)行。一般來說，對象的深克隆是一個開銷較大的操作，Copy-on-Write代理可以讓這個操作延遲，只有對象被用到的時候才被克隆。代理模式n模式適用環(huán)境根據(jù)代理模式的使用目的，代理模式有以下幾種類型（續(xù)）：保護(Protect or

11、Access)代理：控制對一個對象的訪問，可以給不同的用戶提供不同級別的使用權(quán)限。 緩沖(Cache)代理：為某一個目標操作的結(jié)果提供臨時的存儲空間，以便多個客戶端可以共享這些結(jié)果。防火墻(Firewall)代理：保護目標不讓惡意用戶接近。 同步化(Synchronization)代理：使幾個用戶能夠同時使用一個對象而沒有沖突。 智能引用(Smart Reference)代理：當(dāng)一個對象被引用時，提供一些額外的操作，如將此對象被調(diào)用的次數(shù)記錄下來等。代理模式n模式應(yīng)用(1) Java RMI (Remote Method Invocation，遠程方法調(diào)用)。代理模式n模式應(yīng)用(2) EJB、

12、Web Service等分布式技術(shù)都是代理模式的應(yīng)用。在EJB中使用了RMI機制，遠程服務(wù)器中的企業(yè)級Bean在本地有一個樁代理，客戶端通過樁來調(diào)用遠程對象中定義的方法，而無須直接與遠程對象交互。在EJB的使用中需要提供一個公共的接口，客戶端針對該接口進行編程，無須知道樁以及遠程EJB的實現(xiàn)細節(jié)。 代理模式n模式應(yīng)用(3) Spring 框架中的AOP技術(shù)也是代理模式的應(yīng)用，在Spring AOP中應(yīng)用了動態(tài)代理(Dynamic Proxy)技術(shù)。 代理模式n模式擴展幾種常用的代理模式 圖片代理圖片代理：一個很常見的代理模式的應(yīng)用實例就是對大圖瀏覽的控制。 n用戶通過瀏覽器訪問網(wǎng)頁時先不加載真

13、實的大圖，而是通過代理對象的方法來進行處理，在代理對象的方法中，先使用一個線程向客戶端瀏覽器加載一個小圖片，然后在后臺使用另一個線程來調(diào)用大圖片的加載方法將大圖片加載到客戶端。當(dāng)需要瀏覽大圖片時，再將大圖片在新網(wǎng)頁中顯示。如果用戶在瀏覽大圖時加載工作還沒有完成，可以再啟動一個線程來顯示相應(yīng)的提示信息。通過代理技術(shù)結(jié)合多線程編程將真實圖片的加載放到后臺來操作，不影響前臺圖片的瀏覽。代理模式n模式擴展幾種常用的代理模式 遠程代理遠程代理：遠程代理可以將網(wǎng)絡(luò)的細節(jié)隱藏起來，使得客戶端不必考慮網(wǎng)絡(luò)的存在?？蛻敉耆梢哉J為被代理的遠程業(yè)務(wù)對象是局域的而不是遠程的，而遠程代理對象承擔(dān)了大部分的網(wǎng)絡(luò)通信工作

14、。代理模式n模式擴展幾種常用的代理模式 虛擬代理虛擬代理：當(dāng)一個對象的加載十分耗費資源的時候，虛擬代理的優(yōu)勢就非常明顯地體現(xiàn)出來了。虛擬代理模式是一種內(nèi)存節(jié)省技術(shù)，那些占用大量內(nèi)存或處理復(fù)雜的對象將推遲到使用它的時候才創(chuàng)建。n在應(yīng)用程序啟動的時候，可以用代理對象代替真實對象初始化，節(jié)省了內(nèi)存的占用，并大大加速了系統(tǒng)的啟動時間。Public class Proxy implements Subject private Subject subject; public void request() if(subject = null) subject = new RealSubject(); 成都信

15、息工程學(xué)院軟件工程系272022-5-22虛擬代理代碼代理模式n模式擴展動態(tài)代理 動態(tài)代理是一種較為高級的代理模式，它的典型應(yīng)用就是Spring AOP。在傳統(tǒng)的代理模式中，客戶端通過Proxy調(diào)用RealSubject類的request()方法，同時還在代理類中封裝了其他方法(如preRequest()和postRequest()，可以處理一些其他問題。如果按照這種方法使用代理模式，那么真實主題角色必須是事先已經(jīng)存在的，并將其作為代理對象的內(nèi)部成員屬性。如果一個真實主題角色必須對應(yīng)一個代理主題角色，這將導(dǎo)致系統(tǒng)中的類個數(shù)急劇增加，因此需要想辦法減少系統(tǒng)中類的個數(shù)，此外，如何在事先不知道真實主

16、題角色的情況下使用代理主題角色，這都是動態(tài)代理需要解決的問題。代理模式n模式擴展動態(tài)代理 Java動態(tài)代理實現(xiàn)相關(guān)類位于java.lang.reflect包，主要涉及兩個類：InvocationHandler接口。它是代理實例的調(diào)用處理程序?qū)崿F(xiàn)的接口，該接口中定義了如下方法：public Object invoke (Object proxy, Method method, Object args) throws Throwable;invoke()方法中第一個參數(shù)proxy表示代理類，第二個參數(shù)method表示需要代理的方法，第三個參數(shù)args表示代理方法的參數(shù)數(shù)組。代理模式n模式擴展動態(tài)代

17、理 Proxy類。該類即為動態(tài)代理類，該類最常用的方法為：public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class interfaces, InvocationHandler h) throws IllegalArgumentException。newProxyInstance()方法用于根據(jù)傳入的接口類型interfaces返回一個動態(tài)創(chuàng)建的代理類的實例，方法中第一個參數(shù)loader表示代理類的類加載器，第二個參數(shù)interfaces表示代理類實現(xiàn)的接口列表（與真實主題類的接口列表一致），第三個參數(shù)h表示所指派的調(diào)用處理程

18、序類。本章小結(jié)n在代理模式中，要求給某一個對象提供一個代理，并由代理對象控制對原對象的引用。代理模式的英文叫做Proxy或Surrogate，它是一種對象結(jié)構(gòu)型模式。n代理模式包含三個角色：抽象主題角色聲明了真實主題和代理主題的共同接口；代理主題角色內(nèi)部包含對真實主題的引用，從而可以在任何時候操作真實主題對象；真實主題角色定義了代理角色所代表的真實對象，在真實主題角色中實現(xiàn)了真實的業(yè)務(wù)操作，客戶端可以通過代理主題角色間接調(diào)用真實主題角色中定義的方法。n代理模式的優(yōu)點在于能夠協(xié)調(diào)調(diào)用者和被調(diào)用者，在一定程度上降低了系統(tǒng)的耦合度；其缺點在于由于在客戶端和真實主題之間增加了代理對象，因此有些類型的代理模式可能會造成請