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Go設(shè)計(jì)模式之代理模式圖文詳解

更新時(shí)間：2023年07月24日 08:31:56 作者：demo007x

這篇文章將通過圖文講解給大家詳細(xì)的介紹一下Go代理模式，代理模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，代理控制著對(duì)于原對(duì)象的訪問，并允許在將請求提交給對(duì)象前后進(jìn)行一些處理,感興趣的同學(xué)跟著小編一起來看看吧

代理模式

亦稱： Proxy

代理模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，讓你能夠提供對(duì)象的替代品或其占位符。代理控制著對(duì)于原對(duì)象的訪問，并允許在將請求提交給對(duì)象前后進(jìn)行一些處理。

問題

為什么要控制對(duì)于某個(gè)對(duì)象的訪問呢？舉個(gè)例子：有這樣一個(gè)消耗大量系統(tǒng)資源的巨型對(duì)象，你只是偶爾需要使用它，并非總是需要。

數(shù)據(jù)庫查詢有可能會(huì)非常緩慢。

你可以實(shí)現(xiàn)延遲初始化：在實(shí)際有需要時(shí)再創(chuàng)建該對(duì)象。對(duì)象的所有客戶端都要執(zhí)行延遲初始代碼。不幸的是，這很可能會(huì)帶來很多重復(fù)代碼。

在理想情況下，我們希望將代碼直接放入對(duì)象的類中，但這并非總是能實(shí)現(xiàn)：比如類可能是第三方封閉庫的一部分。

解決方案

代理模式建議新建一個(gè)與原服務(wù)對(duì)象接口相同的代理類，然后更新應(yīng)用以將代理對(duì)象傳遞給所有原始對(duì)象客戶端。代理類接收到客戶端請求后會(huì)創(chuàng)建實(shí)際的服務(wù)對(duì)象，并將所有工作委派給它。

代理將自己偽裝成數(shù)據(jù)庫對(duì)象，可在客戶端或?qū)嶋H數(shù)據(jù)庫對(duì)象不知情的情況下處理延遲初始化和緩存查詢結(jié)果的工作。

這有什么好處呢？如果需要在類的主要業(yè)務(wù)邏輯前后執(zhí)行一些工作，你無需修改類就能完成這項(xiàng)工作。由于代理實(shí)現(xiàn)的接口與原類相同，因此你可將其傳遞給任何一個(gè)使用實(shí)際服務(wù)對(duì)象的客戶端。

真實(shí)世界類比

信用卡和現(xiàn)金在支付過程中的用處相同。

信用卡是銀行賬戶的代理，銀行賬戶則是一大捆現(xiàn)金的代理。它們都實(shí)現(xiàn)了同樣的接口，均可用于進(jìn)行支付。消費(fèi)者會(huì)非常滿意，因?yàn)椴槐仉S身攜帶大量現(xiàn)金；商店老板同樣會(huì)十分高興，因?yàn)榻灰资杖肽芤噪娮踊姆绞竭M(jìn)入商店的銀行賬戶中，無需擔(dān)心存款時(shí)出現(xiàn)現(xiàn)金丟失或被搶劫的情況。

代理模式結(jié)構(gòu)

服務(wù)接口 （Service Interface）聲明了服務(wù)接口。代理必須遵循該接口才能偽裝成服務(wù)對(duì)象。
服務(wù) （Service）類提供了一些實(shí)用的業(yè)務(wù)邏輯。
代理（Proxy）類包含一個(gè)指向服務(wù)對(duì)象的引用成員變量。代理完成其任務(wù) （例如延遲初始化、記錄日志、訪問控制和緩存等）后會(huì)將請求傳遞給服務(wù)對(duì)象。

通常情況下，代理會(huì)對(duì)其服務(wù)對(duì)象的整個(gè)生命周期進(jìn)行管理。
客戶端 （Client）能通過同一接口與服務(wù)或代理進(jìn)行交互，所以你可在一切需要服務(wù)對(duì)象的代碼中使用代理。

偽代碼

本例演示如何使用代理模式在第三方騰訊視頻（TencentVideo，代碼示例中記為 TV）程序庫中添加延遲初始化和緩存。

使用代理緩沖服務(wù)結(jié)果。

程序庫提供了視頻下載類。但是該類的效率非常低。如果客戶端程序多次請求同一視頻，程序庫會(huì)反復(fù)下載該視頻，而不會(huì)將首次下載的文件緩存下來復(fù)用。

代理類實(shí)現(xiàn)和原下載器相同的接口，并將所有工作委派給原下載器。不過，代理類會(huì)保存所有的文件下載記錄，如果程序多次請求同一文件，它會(huì)返回緩存的文件。

// 遠(yuǎn)程服務(wù)接口。
interface ThirdPartyTVLib is
    method listVideos()
    method getVideoInfo(id)
    method downloadVideo(id)
// 服務(wù)連接器的具體實(shí)現(xiàn)。該類的方法可以向騰訊視頻請求信息。請求速度取決于
// 用戶和騰訊視頻的互聯(lián)網(wǎng)連接情況。如果同時(shí)發(fā)送大量請求，即使所請求的信息
// 一模一樣，程序的速度依然會(huì)減慢。
class ThirdPartyTVClass implements ThirdPartyTVLib is
    method listVideos() is
        // 向騰訊視頻發(fā)送一個(gè) API 請求。
    method getVideoInfo(id) is
        // 獲取某個(gè)視頻的元數(shù)據(jù)。
    method downloadVideo(id) is
        // 從騰訊視頻下載一個(gè)視頻文件。
// 為了節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，我們可以將請求結(jié)果緩存下來并保存一段時(shí)間。但你可能無
// 法直接將這些代碼放入服務(wù)類中。比如該類可能是第三方程序庫的一部分或其簽
// 名是`final（最終）`。因此我們會(huì)在一個(gè)實(shí)現(xiàn)了服務(wù)類接口的新代理類中放入
// 緩存代碼。當(dāng)代理類接收到真實(shí)請求后，才會(huì)將其委派給服務(wù)對(duì)象。
class CachedTVClass implements ThirdPartyTVLib is
    private field service: ThirdPartyTVLib
    private field listCache, videoCache
    field needReset
    constructor CachedTVClass(service: ThirdPartyTVLib) is
        this.service = service
    method listVideos() is
        if (listCache == null || needReset)
            listCache = service.listVideos()
        return listCache
    method getVideoInfo(id) is
        if (videoCache == null || needReset)
            videoCache = service.getVideoInfo(id)
        return videoCache
    method downloadVideo(id) is
        if (!downloadExists(id) || needReset)
            service.downloadVideo(id)
// 之前直接與服務(wù)對(duì)象交互的 GUI 類不需要改變，前提是它僅通過接口與服務(wù)對(duì)
// 象交互。我們可以安全地傳遞一個(gè)代理對(duì)象來代替真實(shí)服務(wù)對(duì)象，因?yàn)樗鼈兌紝?shí)
// 現(xiàn)了相同的接口。
class TVManager is
    protected field service: ThirdPartyTVLib
    constructor TVManager(service: ThirdPartyTVLib) is
        this.service = service
    method renderVideoPage(id) is
        info = service.getVideoInfo(id)
        // 渲染視頻頁面。
    method renderListPanel() is
        list = service.listVideos()
        // 渲染視頻縮略圖列表。
    method reactOnUserInput() is
        renderVideoPage()
        renderListPanel()
// 程序可在運(yùn)行時(shí)對(duì)代理進(jìn)行配置。
class Application is
    method init() is
        aTVService = new ThirdPartyTVClass()
        aTVProxy = new CachedTVClass(aTVService)
        manager = new TVManager(aTVProxy)
        manager.reactOnUserInput()

代理模式適合應(yīng)用場景

使用代理模式的方式多種多樣，我們來看看最常見的幾種。

延遲初始化（虛擬代理）。如果你有一個(gè)偶爾使用的重量級(jí)服務(wù)對(duì)象，一直保持該對(duì)象運(yùn)行會(huì)消耗系統(tǒng)資源時(shí)，可使用代理模式。
你無需在程序啟動(dòng)時(shí)就創(chuàng)建該對(duì)象，可將對(duì)象的初始化延遲到真正有需要的時(shí)候。
訪問控制（保護(hù)代理）。如果你只希望特定客戶端使用服務(wù)對(duì)象，這里的對(duì)象可以是操作系統(tǒng)中非常重要的部分，而客戶端則是各種已啟動(dòng)的程序（包括惡意程序），此時(shí)可使用代理模式。
代理可僅在客戶端憑據(jù)滿足要求時(shí)將請求傳遞給服務(wù)對(duì)象。
本地執(zhí)行遠(yuǎn)程服務(wù) （遠(yuǎn)程代理）。適用于服務(wù)對(duì)象位于遠(yuǎn)程服務(wù)器上的情形。在這種情形中，代理通過網(wǎng)絡(luò)傳遞客戶端請求，負(fù)責(zé)處理所有與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的復(fù)雜細(xì)節(jié)。
記錄日志請求（日志記錄代理）。適用于當(dāng)你需要保存對(duì)于服務(wù)對(duì)象的請求歷史記錄時(shí)。代理可以在向服務(wù)傳遞請求前進(jìn)行記錄。
緩存請求結(jié)果（緩存代理）。適用于需要緩存客戶請求結(jié)果并對(duì)緩存生命周期進(jìn)行管理時(shí)，特別是當(dāng)返回結(jié)果的體積非常大時(shí)。代理可對(duì)重復(fù)請求所需的相同結(jié)果進(jìn)行緩存，還可使用請求參數(shù)作為索引緩存的鍵值。
智能引用。可在沒有客戶端使用某個(gè)重量級(jí)對(duì)象時(shí)立即銷毀該對(duì)象。代理會(huì)將所有獲取了指向服務(wù)對(duì)象或其結(jié)果的客戶端記錄在案。代理會(huì)時(shí)不時(shí)地遍歷各個(gè)客戶端，檢查它們是否仍在運(yùn)行。如果相應(yīng)的客戶端列表為空，代理就會(huì)銷毀該服務(wù)對(duì)象，釋放底層系統(tǒng)資源。
代理還可以記錄客戶端是否修改了服務(wù)對(duì)象。其他客戶端還可以復(fù)用未修改的對(duì)象。

實(shí)現(xiàn)方式

如果沒有現(xiàn)成的服務(wù)接口，你就需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)接口來實(shí)現(xiàn)代理和服務(wù)對(duì)象的可交換性。從服務(wù)類中抽取接口并非總是可行的，因?yàn)槟阈枰獙?duì)服務(wù)的所有客戶端進(jìn)行修改，讓它們使用接口。備選計(jì)劃是將代理作為服務(wù)類的子類，這樣代理就能繼承服務(wù)的所有接口了。
創(chuàng)建代理類，其中必須包含一個(gè)存儲(chǔ)指向服務(wù)的引用的成員變量。通常情況下，代理負(fù)責(zé)創(chuàng)建服務(wù)并對(duì)其整個(gè)生命周期進(jìn)行管理。在一些特殊情況下，客戶端會(huì)通過構(gòu)造函數(shù)將服務(wù)傳遞給代理。
根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)代理方法。在大部分情況下，代理在完成一些任務(wù)后應(yīng)將工作委派給服務(wù)對(duì)象。
可以考慮新建一個(gè)構(gòu)建方法來判斷客戶端可獲取的是代理還是實(shí)際服務(wù)。你可以在代理類中創(chuàng)建一個(gè)簡單的靜態(tài)方法，也可以創(chuàng)建一個(gè)完整的工廠方法。
可以考慮為服務(wù)對(duì)象實(shí)現(xiàn)延遲初始化。