從字面意思上看，代理就是代替處理的意思，一個物件有能力代替另一個物件處理某一件事。
代理，這個詞在我們的日常生活中也不陌生，比如在購物、旅遊等場景中，我們經常會委託別人代替我們完成某些任務。在技術領域，這個概念也被廣泛應用，尤其是在計算機網路通訊和程式設計中，代理扮演著相當重要的角色，涉及控制訪問、安全保護、能力擴充套件等複雜而強大的方面。
網路通訊中的代理
在計算機網路中，說到代理，經常會談到正向代理和反向代理的概念。
在詳細展開前，我們先使用一個比喻來形象的理解下這兩個概念：小明去飯館吃飯，正向代理就像是小明的朋友幫他去點餐，服務員並不知道最終吃飯的人是小明；而反向代理則像是飯館的服務員，他們決定把小明的訂單送到哪個廚師手裡去做。透過這個比喻，我們可以初步感受到正向代理和反向代理在角色和功能上的不同。
搞清楚網路通訊中的代理和反向代理，大家只要弄明白兩件事：你在公司的電腦是怎麼訪問到外網的，你部署的網站或者API又是怎麼被外網訪問到的。
公司電腦上網
首先看公司電腦上網：公司裡的電腦一般不會直接連線到網際網路，它們通常在一個內網環境中，這既有成本的考慮，也有安全控制的需要。辦公電腦一般會先連線到交換機，交換機再連線到路由器，路由器再連線到網際網路。
在這些連線中，交換機只是一個小透明，辦公電腦可以看到路由器，路由器也可以看到辦公電腦，所以交換機不是我們這裡所說的代理。
這裡真正的代理是路由器，辦公電腦訪問網路時，請求先到達路由器，路由器做個請求來源的登記，記下這個請求是從哪臺電腦發出的，然後再發到網際網路上。請求出了路由器，網際網路上能夠看到的就是這個路由器，而看不到你的辦公電腦。資料從遠端伺服器返回時，也是先到達這個路由器，路由器再根據之前做的請求來源登記，將資料轉發到對應的辦公電腦上。
這種場景下，路由器就是一個正向代理，代理內網電腦訪問網際網路。
除了使用路由器這種比較常見的代理方式，其實還有很多方式，比如在瀏覽器中配置HTTP代理，只允許透過瀏覽器訪問外網。
網站被外網訪問
再看網站或者API是怎麼被外網訪問到的：通常情況下，大家的伺服器也是放在內網中的，直接暴露在網際網路上會有安全風險，也不利於管理。所以，我們會在伺服器和網際網路之間設定一個代理伺服器，通常是Nginx或者LVS這種負載均衡器。當外網的使用者想要訪問你的網站或API時，他們的請求首先會傳送到這個代理伺服器上。
這個代理伺服器就是一個反向代理。
反向代理伺服器接到請求後，它知道內網中哪臺伺服器能提供這個服務，於是它就把請求轉發給對應的伺服器。伺服器處理完這個請求後，再把結果傳送回反向代理伺服器，最後由反向代理伺服器返回給外網的使用者。
對比
以上就是計算機網路中正向代理和反向代理的基本原理和應用場景，我們再做一個對比，加深印象。
正向代理和反向代理的區別主要體現在它們服務的物件和用途上：
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對比項 |
正向代理（Forward Proxy） |
反向代理（Reverse Proxy） |
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服務物件 |
客戶端 |
伺服器 |
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主要用途 |
- 幫助客戶端訪問無法直接訪問的資源 - 進行訪問控制和快取以提高速度和安全性 |
- 隱藏伺服器真實IP地址 - 提供負載均衡功能 - 提高伺服器訪問速度和安全性 |
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工作方式 |
- 客戶端配置代理伺服器，請求先傳送至代理伺服器 - 代理伺服器代為訪問目標伺服器並返回資源給客戶端 |
- 客戶端請求傳送至反向代理伺服器 - 反向代理伺服器根據配置轉發請求到內部網路的特定伺服器 - 從伺服器獲取響應後返回給客戶端 |
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舉例說明 |
- 使用瀏覽器設定代理伺服器，所有上網請求經由代理伺服器訪問網際網路資源 |
- 根據負載均衡策略將使用者請求分發到不同伺服器處理 |
簡單來說，正向代理是客戶端的代理，幫助客戶端訪問到無法直接獲取的資源；反向代理是伺服器的代理，幫助伺服器平滑處理來自各方的請求。
程式設計中的代理
在程式設計中，也有一個代理模式，雖然和網路中的正向代理或反向代理的概念不完全一樣，但本質上它們都是代理的概念，都是作為中介提供隔離、隱藏、控制訪問和功能增強等作用。
Just show me the code! 現在我們用Go來編寫一個代理的例項程式，假設我們有一個資源類，我們希望在訪問這個資源時，記錄訪問次數，並在資源不再被引用時自動釋放資源。
首先，定義一個資源介面Resource和實現這個介面的資源類MyResource：
package main
import (
"fmt"
)
// Resource 介面定義了資源需要實現的方法
type Resource interface {
Use()
Release()
}
// MyResource 是實現了Resource介面的資源類
type MyResource struct{}
func (r *MyResource) Use() {
fmt.Println("Using MyResource")
}
func (r *MyResource) Release() {
fmt.Println("Releasing MyResource")
}然後，定義一個代理的類 ResourceProxy，它包含了對資源的引用和引用計數，同時它也實現了Resource介面。
// ResourceProxy 是代理的結構體，包含資源和引用計數
type ResourceProxy struct {
resource Resource
refCount int
}
// NewResourceProxy 是ResourceProxy的建構函式
func NewResourceProxy(resource Resource) *ResourceProxy {
return &ResourceProxy{resource: resource, refCount: 1} // 初始引用計數為1
}
// Use 方法增加引用計數並使用資源
func (sr *ResourceProxy) Use() {
sr.refCount++
fmt.Printf("Resource is used %d times\n", sr.refCount)
sr.resource.Use()
}
// Release 方法減少引用計數，當計數為0時釋放資源
func (sr *ResourceProxy) Release() {
sr.refCount--
if sr.refCount == 0 {
sr.resource.Release()
} else {
fmt.Printf("Resource is still used by %d references\n", sr.refCount)
}
}最後我們使用這個代理：
func main() {
resource := &MyResource{}
proxyRef := NewResourceProxy(resource)
proxyRef.Use() // 使用資源，引用計數增加
proxyRef.Release() // 釋放一次引用，引用計數減少到0，資源被釋放
// Output:
// Resource is used 1 times
// Using MyResource
// Releasing MyResource
}這個簡單的例子演示了代理在資源管理中的應用，可以根據實際需要新增更多複雜的邏輯，比如錯誤處理、同步控制、日誌記錄等。
在程式設計中，代理模式是一種結構型設計模式，它讓我們能提供一個替代品來代表另一個物件，這個替代品控制著對原物件的訪問，可以在訪問原物件前後進行一些額外處理。
透過上邊的示例，我們可以發現代理模式的三個主要角色：
- 抽象主題（Subject）：定義了代理和真實主題的共用介面，這樣在任何使用真實主題的地方都可以使用代理。
- 真實主題（Real Subject）：實現了抽象主題的具體類，代表了實際的物件，是最終要使用的物件。
- 代理（Proxy）：包含對真實主題的引用，控制著對真實主題的訪問，並可能負責建立和刪除它。通常會做一些額外的事情來實現自己的價值。
在程式碼實際實現時，代理模式其實有多種不同的實現，包括：
- 遠端代理（Remote Proxy）：為一個物件在不同的地址空間（通常是不同計算機上的服務）提供區域性代表。常見的如RPC、gRPC等，透過本地代理物件，客戶端可以像呼叫本地介面一樣訪問遠端服務，而無需關心網路通訊的細節。
- 虛擬代理（Virtual Proxy）：透過它來存放例項化需要很長時間的真實物件。常見的就是懶載入，比如載入一個大檔案或者從資料庫中讀取大量資料，我們不希望在程式啟動時就立刻載入，而是希望在真正需要這些資料的時候才去載入它們。
- 保護代理（Protection Proxy）：控制對原始物件的訪問。用於物件應該有不同訪問許可權的時候。
- 智慧引用（Smart Reference）：當物件被引用時，提供一些額外的操作，比如計算物件被引用的次數。上邊提供的程式碼示例就是一個智慧引用的例子。
這裡就不展示更多的程式碼了，關鍵是在合適的時機使用恰當的代理模式來解決問題，這需要細細體會。
做個簡單的小結，代理模式就像程式中的一個“中間人”，在不需要直接訪問某個物件，或者直接訪問某個物件不太方便或者不符合需求時，代理模式提供了一個非常靈活的解決方案。
正如本文所探討的，代理模式在網路通訊和程式設計中都扮演著重要的角色。它透過提供一箇中間層，增強了系統的安全性、靈活性和可維護性。掌握代理，我們就擁有了在合適的場景下解決問題的一種強大能力。希望本文的討論能對你有一點用處。