C++設(shè)計模式之代理模式(Proxy)
代理模式是一種程序設(shè)計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
為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。這樣實現(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)需要創(chuàng)建開銷很大的對象,通過它來存放實例化需要很長時間的真實對象,使其只有在真正需要時才被創(chuàng)建。
- 遠程代理:為一個對象在不同的地址空間提供局部代表,這樣可以隱藏一個對象存在于不同地址空間的事實。這個不同的地址空間可以是在本機器上,也可以在另一臺機器中。
- 智能引用代理:是指當調(diào)用真實對象時,代理處理另外一些事,比如記錄對此對象的調(diào)用次數(shù)等。
- 安全代理:也叫保護代理,用來控制真實對象訪問時的權(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。
- 寫時拷貝代理:虛擬代理的一種,把復制推遲到只有客戶的需要時才進行。
- 緩存代理:為某一個目標的操作結(jié)果提供臨時存儲空間,以便其他客戶的可以共享訪問,有點緩存的味道。
- 防火墻代理:保護對象,不讓用戶訪問,安全代理的特例。
- 同步代理:可以讓幾個用戶同時訪問同一個對象而不產(chǎn)生沖突。
分類實現(xiàn)
虛擬代理
虛擬代理的主要目的是實現(xiàn)延遲,這里給出[DP]一書上的例子,考慮一個可以在文檔中嵌入圖形對象的文檔編輯器。有些圖形對象的創(chuàng)建開銷很大。但是打開文檔必須很迅速,因此我們在打開文檔時應(yīng)避免一次性創(chuàng)建所有開銷很大的對象。這里就可以運用代理模式,在打開文檔時,并不打開圖形對象,而是打開圖形對象的代理以替代真實的圖形。待到真正需要打開圖形時,仍由代理負責打開。
// 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; }
遠程代理
遠程代理多見于通訊,如網(wǎng)絡(luò)、IPC和RPC中,一般需要提供提供了客戶輔助對象和服務(wù)輔助對象,為客戶輔助對象創(chuàng)建和服務(wù)對象相同的方法(如JAVA中的stub和skeleton),然后實現(xiàn)之間的具體通訊,對于client 而言stub(其實是stub和skeleton共同工作)就是其遠程代理。
智能引用代理
最典型的應(yīng)用就是智能指針的運用,相對于指針,智能指針就是對指針的代理;這個的具體實現(xiàn)可以參考auto_ptr或者share_ptr的實現(xiàn)。
寫時拷貝代理
寫時拷貝使用了虛代理和引用計數(shù)的機制,推遲拷貝動作到計數(shù)發(fā)生變化時,比較典型的運用如std::string的內(nèi)存實現(xiàn);具體實現(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
剩余幾種代理通過對訪問對象的控制來實現(xiàn)其具體的應(yīng)用,因為牽涉到復雜的應(yīng)用場景和不同的語言架構(gòu),在這里就不多講了,可能離題遠了。
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