C#設計模式之代理模式（一）

        代理模式是常用的結構型設計模式之一，當無法直接訪問某個物件或訪問某個物件存在困難時可以通過一個代理物件來間接訪問，為了保證客戶端使用的透明性，所訪問的真實物件與代理物件需要實現相同的介面。根據代理模式的使用目的不同，代理模式又可以分為多種型別，例如保護代理、遠端代理、虛擬代理、緩衝代理等，它們應用於不同的場合，滿足使用者的不同需求。

 

15.1 代理模式概述

       近年來，代購已逐步成為電子商務的一個重要分支。何謂代購，簡單來說就是找人幫忙購買所需要的商品，當然你可能需要向實施代購的人支付一定的費用。代購通常分為兩種型別：一種是因為在當地買不到某件商品，又或者是因為當地這件商品的價格比其他地區的貴，因此託人在其他地區甚至國外購買該商品，然後通過快遞發貨或者直接攜帶回來；還有一種代購，由於消費者對想要購買的商品相關資訊的缺乏，自已無法確定其實際價值而又不想被商家宰，只好委託中介機構幫其講價或為其代買。代購網站為此應運而生，它為消費者提供線上的代購服務，如果看中某國外購物網站上的商品，可以登入代購網站填寫代購單並付款，代購網站會幫助進行購買然後通過快遞公司將商品傳送給消費者。商品代購過程如圖15-1所示：

圖15-1 商品代購示意圖

       在軟體開發中，也有一種設計模式可以提供與代購網站類似的功能。由於某些原因，客戶端不想或不能直接訪問一個物件，此時可以通過一個稱之為“代理”的第三者來實現間接訪問，該方案對應的設計模式被稱為代理模式。

       代理模式是一種應用很廣泛的結構型設計模式，而且變化形式非常多，常見的代理形式包括遠端代理、保護代理、虛擬代理、緩衝代理、智慧引用代理等，後面將學習這些不同的代理形式。

       代理模式定義如下：

代理模式：給某一個物件提供一個代理或佔位符，並由代理物件來控制對原物件的訪問。 Proxy Pattern: Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it.

       代理模式是一種物件結構型模式。在代理模式中引入了一個新的代理物件，代理物件在客戶端物件和目標物件之間起到中介的作用，它去掉客戶不能看到的內容和服務或者增添客戶需要的額外的新服務。

 

15.2 代理模式結構與實現

15.2.1 模式結構

      代理模式的結構比較簡單，其核心是代理類，為了讓客戶端能夠一致性地對待真實物件和代理物件，在代理模式中引入了抽象層，代理模式結構如圖15-2所示：

圖15-2 代理模式結構圖

       由圖15-2可知，代理模式包含如下三個角色：

       (1) Subject（抽象主題角色）：它宣告瞭真實主題和代理主題的共同介面，這樣一來在任何使用真實主題的地方都可以使用代理主題，客戶端通常需要針對抽象主題角色進行程式設計。

       (2) Proxy（代理主題角色）：它包含了對真實主題的引用，從而可以在任何時候操作真實主題物件；在代理主題角色中提供一個與真實主題角色相同的介面，以便在任何時候都可以替代真實主題；代理主題角色還可以控制對真實主題的使用，負責在需要的時候建立和刪除真實主題物件，並對真實主題物件的使用加以約束。通常，在代理主題角色中，客戶端在呼叫所引用的真實主題操作之前或之後還需要執行其他操作，而不僅僅是單純呼叫真實主題物件中的操作。

       (3) RealSubject（真實主題角色）：它定義了代理角色所代表的真實物件，在真實主題角色中實現了真實的業務操作，客戶端可以通過代理主題角色間接呼叫真實主題角色中定義的操作。

 

15.2.2 模式實現

       代理模式的結構圖比較簡單，但是在真實的使用和實現過程中要複雜很多，特別是代理類的設計和實現。

       抽象主題類宣告瞭真實主題類和代理類的公共方法，它可以是介面、抽象類或具體類，客戶端針對抽象主題類程式設計，一致性地對待真實主題和代理主題，典型的抽象主題類程式碼如下：

abstract class Subject
{
    public abstract void Request();
}

       真實主題類繼承了抽象主題類，提供了業務方法的具體實現，其典型程式碼如下：

class RealSubject : Subject
{
    public override void Request()
    {
        //業務方法具體實現程式碼
    }
}

       代理類也是抽象主題類的子類，它維持一個對真實主題物件的引用，呼叫在真實主題中實現的業務方法，在呼叫時可以在原有業務方法的基礎上附加一些新的方法來對功能進行擴充或約束，最簡單的代理類實現程式碼如下：

class Proxy : Subject
{
    private RealSubject realSubject = new RealSubject(); //維持一個對真實主題物件的引用

    public void PreRequest() 
    {
        …...
    }

    public override void Request() 
    {
        PreRequest();
        realSubject.Request(); //呼叫真實主題物件的方法
         PostRequest();
    }

    public void PostRequest() 
    {
        ……
    }
}

       在實際開發過程中，代理類的實現比上述程式碼要複雜很多，代理模式根據其目的和實現方式不同可分為很多種類，其中常用的幾種代理模式簡要說明如下：

       (1) 遠端代理(Remote Proxy)：為一個位於不同的地址空間的物件提供一個本地的代理物件，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，遠端代理又稱為大使(Ambassador)。

       (2) 虛擬代理(Virtual Proxy)：如果需要建立一個資源消耗較大的物件，先建立一個消耗相對較小的物件來表示，真實物件只在需要時才會被真正建立。

       (3) 保護代理(Protect Proxy)：控制對一個物件的訪問，可以給不同的使用者提供不同級別的使用許可權。

       (4) 緩衝代理(Cache Proxy)：為某一個目標操作的結果提供臨時的儲存空間，以便多個客戶端可以共享這些結果。

       (5) 智慧引用代理(Smart Reference Proxy)：當一個物件被引用時，提供一些額外的操作，例如將物件被呼叫的次數記錄下來等。

       在這些常用的代理模式中，有些代理類的設計非常複雜，例如遠端代理類，它封裝了底層網路通訊和對遠端物件的呼叫，其實現較為複雜。

【作者：劉偉(Sunny) http://blog.csdn.net/lovelion】