Java設(shè)計(jì)模式之代理模式（Proxy模式）介紹
理解并使用設(shè)計(jì)模式，能夠培養(yǎng)我們良好的面向?qū)ο缶幊塘?xí)慣，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，可以如魚得水，享受游刃有余的樂趣。
Proxy是比較有用途的一種模式，而且變種較多，應(yīng)用場合覆蓋從小結(jié)構(gòu)到整個(gè)系統(tǒng)的大結(jié)構(gòu)，Proxy是代理的意思，我們也許有代理服務(wù)器等概念，代理概念可以解釋為：在出發(fā)點(diǎn)到目的地之間有一道中間層，意為代理。
設(shè)計(jì)模式中定義：為其他對象提供一種代理以控制對這個(gè)對象的訪問。
為什么要使用代理模式
1.授權(quán)機(jī)制 不同級別的用戶對同一對象擁有不同的訪問權(quán)利，如Jive論壇系統(tǒng)中，就使用Proxy進(jìn)行授權(quán)機(jī)制控制，訪問論壇有兩種人：注冊用戶和游客(未注冊用戶)，Jive中就通過類似ForumProxy這樣的代理來控制這兩種用戶對論壇的訪問權(quán)限。
2.某個(gè)客戶端不能直接操作到某個(gè)對象，但又必須和那個(gè)對象有所互動(dòng)。
舉例兩個(gè)具體情況：
1.如果那個(gè)對象是一個(gè)是很大的圖片，需要花費(fèi)很長時(shí)間才能顯示出來，那么當(dāng)這個(gè)圖片包含在文檔中時(shí)，使用編輯器或?yàn)g覽器打開這個(gè)文檔，打開文檔必須很迅速，不能等待大圖片處理完成，這時(shí)需要做個(gè)圖片Proxy來代替真正的圖片。
2.如果那個(gè)對象在Internet的某個(gè)遠(yuǎn)端服務(wù)器上，直接操作這個(gè)對象因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)速度原因可能比較慢，那我們可以先用Proxy來代替那個(gè)對象。
總之原則是，對于開銷很大的對象，只有在使用它時(shí)才創(chuàng)建，這個(gè)原則可以為我們節(jié)省很多寶貴的Java內(nèi)存。所以，有些人認(rèn)為Java耗費(fèi)資源內(nèi)存，我以為這和程序編制思路也有一定的關(guān)系。
如何使用代理模式
以Jive論壇系統(tǒng)為例，訪問論壇系統(tǒng)的用戶有多種類型：注冊普通用戶、論壇管理者、系統(tǒng)管理者、游客。注冊普通用戶才能發(fā)言，論壇管理者可以管理他被授權(quán)的論壇，系統(tǒng)管理者可以管理所有事務(wù)等，這些權(quán)限劃分和管理是使用Proxy完成的。
Forum是Jive的核心接口，在Forum中陳列了有關(guān)論壇操作的主要行為，如論壇名稱，論壇描述的獲取和修改，帖子發(fā)表刪除編輯等。
在ForumPermissions中定義了各種級別權(quán)限的用戶：
public class ForumPermissions implements Cacheable {
/**
* Permission to read object.
*/
public static final int READ = 0;
/**
* Permission to administer the entire sytem.
*/
public static final int SYSTEM_ADMIN = 1;
/**
* Permission to administer a particular forum.
*/
public static final int FORUM_ADMIN = 2;
/**
* Permission to administer a particular user.
*/
public static final int USER_ADMIN = 3;
/**
* Permission to administer a particular group.
*/
public static final int GROUP_ADMIN = 4;
/**
* Permission to moderate threads.
*/
public static final int MODERATE_THREADS = 5;
/**
* Permission to create a new thread.
*/
public static final int CREATE_THREAD = 6;
/**
* Permission to create a new message.
*/
public static final int CREATE_MESSAGE = 7;
/**
* Permission to moderate messages.
*/
public static final int MODERATE_MESSAGES = 8;
.....
public boolean isSystemOrForumAdmin() {
return (values[FORUM_ADMIN] || values[SYSTEM_ADMIN]);
}
.....
}
因此，F(xiàn)orum中各種操作權(quán)限是和ForumPermissions定義的用戶級別有關(guān)系的，作為接口Forum的實(shí)現(xiàn)：ForumProxy正是將這種對應(yīng)關(guān)系聯(lián)系起來。比如，修改Forum的名稱，只有論壇管理者或系統(tǒng)管理者可以修改，代碼如下：
public class ForumProxy implements Forum {
private ForumPermissions permissions;
private Forum forum;
this.authorization = authorization;
public ForumProxy(Forum forum, Authorization authorization,
ForumPermissions permissions){
this.forum = forum;
this.authorization = authorization;
this.permissions = permissions;
}
.....
public void setName(String name) throws UnauthorizedException,
ForumAlreadyExistsException{
//只有是系統(tǒng)或論壇管理者才可以修改名稱
if (permissions.isSystemOrForumAdmin()) {
forum.setName(name);
}
else {
throw new UnauthorizedException();
}
}
...
}
而DbForum才是接口Forum的真正實(shí)現(xiàn)，以修改論壇名稱為例：
public class DbForum implements Forum, Cacheable {
...
public void setName(String name) throws ForumAlreadyExistsException {
....
this.name = name;
//這里真正將新名稱保存到數(shù)據(jù)庫中
saveToDb();
....
}
...
}
凡是涉及到對論壇名稱修改這一事件，其他程序都首先得和ForumProxy打交道，由ForumProxy決定是否有權(quán)限做某一樣事情，F(xiàn)orumProxy是個(gè)名副其實(shí)的"網(wǎng)關(guān)"，"安全代理系統(tǒng)"。
在平時(shí)應(yīng)用中，無可避免總要涉及到系統(tǒng)的授權(quán)或安全體系，不管你有無意識的使用Proxy，實(shí)際你已經(jīng)在使用Proxy了。
我們繼續(xù)結(jié)合Jive談入深一點(diǎn)，下面要涉及到工廠模式了。
我們已經(jīng)知道，使用Forum需要通過ForumProxy，Jive中創(chuàng)建一個(gè)Forum是使用Factory模式，有一個(gè)總的抽象類ForumFactory，在這個(gè)抽象類中，調(diào)用ForumFactory是通過getInstance()方法實(shí)現(xiàn)，這里使用了Singleton(也是設(shè)計(jì)模式之一)，getInstance()返回的是ForumFactoryProxy。
為什么不返回ForumFactory，而返回ForumFactory的實(shí)現(xiàn)ForumFactoryProxy？原因是明顯的，需要通過代理確定是否有權(quán)限創(chuàng)建forum。
在ForumFactoryProxy中我們看到代碼如下：
public class ForumFactoryProxy extends ForumFactory {
protected ForumFactory factory;
protected Authorization authorization;
protected ForumPermissions permissions;
public ForumFactoryProxy(Authorization authorization, ForumFactory factory,ForumPermissions permissions){
this.factory = factory;
this.authorization = authorization;
this.permissions = permissions;
}
public Forum createForum(String name, String description)
throws UnauthorizedException, ForumAlreadyExistsException{
//只有系統(tǒng)管理者才可以創(chuàng)建forum
if (permissions.get(ForumPermissions.SYSTEM_ADMIN)) {
Forum newForum = factory.createForum(name, description);
return new ForumProxy(newForum, authorization, permissions);
}
else {
throw new UnauthorizedException();
}
}
}
方法createForum返回的也是ForumProxy，Proxy就象一道墻，其他程序只能和Proxy交互操作。
注意到這里有兩個(gè)Proxy：ForumProxy和ForumFactoryProxy。代表兩個(gè)不同的職責(zé)：使用Forum和創(chuàng)建Forum。至于為什么將使用對象和創(chuàng)建對象分開，這也是為什么使用Factory模式的原因所在：是為了"封裝" "分派"。換句話說，盡可能功能單一化，方便維護(hù)修改。
Jive論壇系統(tǒng)中其他如帖子的創(chuàng)建和使用，都是按照Forum這個(gè)思路而來的。
以上我們討論了如何使用Proxy進(jìn)行授權(quán)機(jī)制的訪問，Proxy還可以對用戶隱藏另外一種稱為copy-on-write的優(yōu)化方式。拷貝一個(gè)龐大而復(fù)雜的對象是一個(gè)開銷很大的操作，如果拷貝過程中，沒有對原來的對象有所修改，那么這樣的拷貝開銷就沒有必要。用代理延遲這一拷貝過程。
比如：我們有一個(gè)很大的Collection，具體如hashtable，有很多客戶端會并發(fā)同時(shí)訪問它。其中一個(gè)特別的客戶端要進(jìn)行連續(xù)的數(shù)據(jù)獲取，此時(shí)要求其他客戶端不能再向hashtable中增加或刪除 東東。
最直接的解決方案是：使用collection的lock，讓這特別的客戶端獲得這個(gè)lock,進(jìn)行連續(xù)的數(shù)據(jù)獲取，然后再釋放lock。
public void foFetches(Hashtable ht){
synchronized(ht){
//具體的連續(xù)數(shù)據(jù)獲取動(dòng)作..
}
}
但是這一辦法可能鎖住Collection會很長時(shí)間，這段時(shí)間，其他客戶端就不能訪問該Collection了。
第二個(gè)解決方案是clone這個(gè)Collection，然后讓連續(xù)的數(shù)據(jù)獲取針對clone出來的那個(gè)Collection操作。這個(gè)方案前提是，這個(gè)Collection是可clone的，而且必須有提供深度clone的方法。Hashtable就提供了對自己的clone方法，但不是Key和value對象的clone。
public void foFetches(Hashtable ht){
Hashttable newht=(Hashtable)ht.clone();
}
問題又來了，由于是針對clone出來的對象操作，如果原來的母體被其他客戶端操作修改了，那么對clone出來的對象操作就沒有意義了。
最后解決方案：我們可以等其他客戶端修改完成后再進(jìn)行clone，也就是說，這個(gè)特別的客戶端先通過調(diào)用一個(gè)叫clone的方法來進(jìn)行一系列數(shù)據(jù)獲取操作。但實(shí)際上沒有真正的進(jìn)行對象拷貝，直至有其他客戶端修改了這個(gè)對象Collection。
使用Proxy實(shí)現(xiàn)這個(gè)方案，這就是copy-on-write操作。
Proxy應(yīng)用范圍很廣，現(xiàn)在流行的分布計(jì)算方式RMI和Corba等都是Proxy模式的應(yīng)用。
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