C++设计模式之代理模式(Proxy)

代理模式是一种程序设计最为重要的一种模式，其具体的使用非常广泛，根据它的作用，其实我们可以直接理解为中间件或者中间层，比如各类软件的中间件，软件与硬件中的中间层。

作用

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。这样实现了业务和核心功能分离。

抽象类视图

分类

• 虚拟代理：是根据需要创建开销很大的对象，通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象，使其只有在真正需要时才被创建。
• 远程代理：为一个对象在不同的地址空间提供局部代表，这样可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实。这个不同的地址空间可以是在本机器上，也可以在另一台机器中。
• 智能引用代理：是指当调用真实对象时，代理处理另外一些事，比如记录对此对象的调用次数等。
• 安全代理：也叫保护代理，用来控制真实对象访问时的权限，如果有必要的话，可以给不同调用者提供不同的权限。
• 写时拷贝代理：虚拟代理的一种，把复制推迟到只有客户的需要时才进行。
• 缓存代理：为某一个目标的操作结果提供临时存储空间，以便其他客户的可以共享访问，有点缓存的味道。
• 防火墙代理：保护对象，不让用户访问，安全代理的特例。
• 同步代理：可以让几个用户同时访问同一个对象而不产生冲突。
  

分类实现

虚拟代理

虚拟代理的主要目的是实现延迟，这里给出[DP]一书上的例子，考虑一个可以在文档中嵌入图形对象的文档编辑器。有些图形对象的创建开销很大。但是打开文档必须很迅速，因此我们在打开文档时应避免一次性创建所有开销很大的对象。这里就可以运用代理模式，在打开文档时，并不打开图形对象，而是打开图形对象的代理以替代真实的图形。待到真正需要打开图形时，仍由代理负责打开。

// 抽象类 
class Image 
{ 
public : 
  Image(std::string name) : m_name(name){ } 
  virtual ~Image( ){ } 
 
  virtual void Show( ) = 0;      // 显示文档的函数  
 
protected : 
  std::string m_name;       // 文档名 
}; 
 
// 大型实体类  
class BigImage : public Image 
{ 
public : 
  BigImage(std::string name) : Image(name){ } 
  virtual ~BigImage( ){ } 
 
  void Show( ) 
  { 
    std::cout <<"This is Big Image..." <<std::endl; 
  } 
}; 
 
// 大型图片代理器  
class BigImageProxy : public Image 
{ 
public : 
  BigImageProxy(std::string name) :Image(name), m_bigImage(NULL){ } 
  virtual ~BigImageProxy( ) 
  { 
    delete m_bigImage; 
  } 
 
  void Show( ) 
  { 
    if(this->m_bigImage == NULL) 
    { 
      m_bigImage = new BigImage(this->m_name); 
    } 
    m_bigImage->Show( ); 
  } 
 
private : 
  BigImage *m_bigImage; 
}; 

// 客户端代码  
int main( ) 
{ 
  Image *Image = new BigImageProxy("Image.txt"); 
  Image->Show( ); 
  delete Image; 
 
  return 0; 
}

远程代理

远程代理多见于通讯，如网络、IPC和RPC中，一般需要提供提供了客户辅助对象和服务辅助对象，为客户辅助对象创建和服务对象相同的方法（如JAVA中的stub和skeleton），然后实现之间的具体通讯，对于client 而言stub（其实是stub和skeleton共同工作）就是其远程代理。

智能引用代理

最典型的应用就是智能指针的运用，相对于指针，智能指针就是对指针的代理；这个的具体实现可以参考auto_ptr或者share_ptr的实现。

写时拷贝代理

写时拷贝使用了虚代理和引用计数的机制，推迟拷贝动作到计数发生变化时，比较典型的运用如std::string的内存实现；具体实现可以查看string的源码

std::string str1 = "fine"; 
std::string str2 = str1; //执行后str2 str1 的 data 地址是一样的； 
str2[0] = 'w';  //执行后str2 地址发生变化

其他代理

剩余几种代理通过对访问对象的控制来实现其具体的应用，因为牵涉到复杂的应用场景和不同的语言架构，在这里就不多讲了，可能离题远了。