C++設(shè)計(jì)模式之代理模式(Proxy)
代理模式是一種程序設(shè)計(jì)最為重要的一種模式,其具體的使用非常廣泛,根據(jù)它的作用,其實(shí)我們可以直接理解為中間件或者中間層,比如各類軟件的中間件,軟件與硬件中的中間層。
作用
為其他對(duì)象提供一種代理以控制對(duì)這個(gè)對(duì)象的訪問(wèn)。這樣實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)和核心功能分離。
抽象類視圖
分類
- 虛擬代理:是根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建開銷很大的對(duì)象,通過(guò)它來(lái)存放實(shí)例化需要很長(zhǎng)時(shí)間的真實(shí)對(duì)象,使其只有在真正需要時(shí)才被創(chuàng)建。
- 遠(yuǎn)程代理:為一個(gè)對(duì)象在不同的地址空間提供局部代表,這樣可以隱藏一個(gè)對(duì)象存在于不同地址空間的事實(shí)。這個(gè)不同的地址空間可以是在本機(jī)器上,也可以在另一臺(tái)機(jī)器中。
- 智能引用代理:是指當(dāng)調(diào)用真實(shí)對(duì)象時(shí),代理處理另外一些事,比如記錄對(duì)此對(duì)象的調(diào)用次數(shù)等。
- 安全代理:也叫保護(hù)代理,用來(lái)控制真實(shí)對(duì)象訪問(wèn)時(shí)的權(quán)限,如果有必要的話,可以給不同調(diào)用者提供不同的權(quán)限。
- 寫時(shí)拷貝代理:虛擬代理的一種,把復(fù)制推遲到只有客戶的需要時(shí)才進(jìn)行。
- 緩存代理:為某一個(gè)目標(biāo)的操作結(jié)果提供臨時(shí)存儲(chǔ)空間,以便其他客戶的可以共享訪問(wèn),有點(diǎn)緩存的味道。
- 防火墻代理:保護(hù)對(duì)象,不讓用戶訪問(wèn),安全代理的特例。
- 同步代理:可以讓幾個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)對(duì)象而不產(chǎn)生沖突。
分類實(shí)現(xiàn)
虛擬代理
虛擬代理的主要目的是實(shí)現(xiàn)延遲,這里給出[DP]一書上的例子,考慮一個(gè)可以在文檔中嵌入圖形對(duì)象的文檔編輯器。有些圖形對(duì)象的創(chuàng)建開銷很大。但是打開文檔必須很迅速,因此我們?cè)诖蜷_文檔時(shí)應(yīng)避免一次性創(chuàng)建所有開銷很大的對(duì)象。這里就可以運(yùn)用代理模式,在打開文檔時(shí),并不打開圖形對(duì)象,而是打開圖形對(duì)象的代理以替代真實(shí)的圖形。待到真正需要打開圖形時(shí),仍由代理負(fù)責(zé)打開。
// 抽象類 class Image { public : Image(std::string name) : m_name(name){ } virtual ~Image( ){ } virtual void Show( ) = 0; // 顯示文檔的函數(shù) protected : std::string m_name; // 文檔名 }; // 大型實(shí)體類 class BigImage : public Image { public : BigImage(std::string name) : Image(name){ } virtual ~BigImage( ){ } void Show( ) { std::cout <<"This is Big Image..." <<std::endl; } }; // 大型圖片代理器 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; }; // 客戶端代碼 int main( ) { Image *Image = new BigImageProxy("Image.txt"); Image->Show( ); delete Image; return 0; }
遠(yuǎn)程代理
遠(yuǎn)程代理多見于通訊,如網(wǎng)絡(luò)、IPC和RPC中,一般需要提供提供了客戶輔助對(duì)象和服務(wù)輔助對(duì)象,為客戶輔助對(duì)象創(chuàng)建和服務(wù)對(duì)象相同的方法(如JAVA中的stub和skeleton),然后實(shí)現(xiàn)之間的具體通訊,對(duì)于client 而言stub(其實(shí)是stub和skeleton共同工作)就是其遠(yuǎn)程代理。
智能引用代理
最典型的應(yīng)用就是智能指針的運(yùn)用,相對(duì)于指針,智能指針就是對(duì)指針的代理;這個(gè)的具體實(shí)現(xiàn)可以參考auto_ptr或者share_ptr的實(shí)現(xiàn)。
寫時(shí)拷貝代理
寫時(shí)拷貝使用了虛代理和引用計(jì)數(shù)的機(jī)制,推遲拷貝動(dòng)作到計(jì)數(shù)發(fā)生變化時(shí),比較典型的運(yùn)用如std::string的內(nèi)存實(shí)現(xiàn);具體實(shí)現(xiàn)可以查看string的源碼
std::string str1 = "fine"; std::string str2 = str1; //執(zhí)行后str2 str1 的 data 地址是一樣的; str2[0] = 'w'; //執(zhí)行后str2 地址發(fā)生變化
其他代理
剩余幾種代理通過(guò)對(duì)訪問(wèn)對(duì)象的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)其具體的應(yīng)用,因?yàn)闋可娴綇?fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景和不同的語(yǔ)言架構(gòu),在這里就不多講了,可能離題遠(yuǎn)了。
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