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Java设计模式之代理模式（Proxy模式）介绍

2019年07月22日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

理解并使用设计模式，能够培养我们良好的面向对象编程习惯，同时在实际应用中，可以如鱼得水，享受游刃有余的乐趣。

proxy是比较有用途的一种模式，而且变种较多，应用场合覆盖从小结构到整个系统的大结构，proxy是代理的意思，我们也许有代理服务器等概念，代理概念可以解释为：在出发点到目的地之间有一道中间层，意为代理。

设计模式中定义：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

为什么要使用代理模式

1.授权机制 不同级别的用户对同一对象拥有不同的访问权利，如jive论坛系统中，就使用proxy进行授权机制控制，访问论坛有两种人：注册用户和游客(未注册用户)，jive中就通过类似forumproxy这样的代理来控制这两种用户对论坛的访问权限。
2.某个客户端不能直接操作到某个对象，但又必须和那个对象有所互动。

举例两个具体情况：

1.如果那个对象是一个是很大的图片，需要花费很长时间才能显示出来，那么当这个图片包含在文档中时，使用编辑器或浏览器打开这个文档，打开文档必须很迅速，不能等待大图片处理完成，这时需要做个图片proxy来代替真正的图片。
2.如果那个对象在internet的某个远端服务器上，直接操作这个对象因为网络速度原因可能比较慢，那我们可以先用proxy来代替那个对象。

总之原则是，对于开销很大的对象，只有在使用它时才创建，这个原则可以为我们节省很多宝贵的java内存。所以，有些人认为java耗费资源内存，我以为这和程序编制思路也有一定的关系。

如何使用代理模式

以jive论坛系统为例，访问论坛系统的用户有多种类型：注册普通用户、论坛管理者、系统管理者、游客。注册普通用户才能发言，论坛管理者可以管理他被授权的论坛，系统管理者可以管理所有事务等，这些权限划分和管理是使用proxy完成的。

forum是jive的核心接口，在forum中陈列了有关论坛操作的主要行为，如论坛名称，论坛描述的获取和修改，帖子发表删除编辑等。

在forumpermissions中定义了各种级别权限的用户：

复制代码 代码如下:

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，forum中各种操作权限是和forumpermissions定义的用户级别有关系的，作为接口forum的实现：forumproxy正是将这种对应关系联系起来。比如，修改forum的名称，只有论坛管理者或系统管理者可以修改，代码如下：

复制代码 代码如下:

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{
　　//只有是系统或论坛管理者才可以修改名称
　　if (permissions.issystemorforumadmin()) {
　　　forum.setname(name);
　　}
　　else {
　　　throw new unauthorizedexception();
　　}
    }
    ...

}

而dbforum才是接口forum的真正实现，以修改论坛名称为例：

复制代码 代码如下:

public class dbforum implements forum, cacheable {
    ...
    public void setname(string name) throws forumalreadyexistsexception {
　　....
　　this.name = name;
　　//这里真正将新名称保存到数据库中
　　savetodb();
　　....
    }
    ...
}

凡是涉及到对论坛名称修改这一事件，其他程序都首先得和forumproxy打交道，由forumproxy决定是否有权限做某一样事情，forumproxy是个名副其实的"网关"，"安全代理系统"。

在平时应用中，无可避免总要涉及到系统的授权或安全体系，不管你有无意识的使用proxy，实际你已经在使用proxy了。

我们继续结合jive谈入深一点，下面要涉及到工厂模式了。

我们已经知道，使用forum需要通过forumproxy，jive中创建一个forum是使用factory模式，有一个总的抽象类forumfactory，在这个抽象类中，调用forumfactory是通过getinstance()方法实现，这里使用了singleton(也是设计模式之一)，getinstance()返回的是forumfactoryproxy。

为什么不返回forumfactory，而返回forumfactory的实现forumfactoryproxy？原因是明显的，需要通过代理确定是否有权限创建forum。

在forumfactoryproxy中我们看到代码如下：

复制代码 代码如下:

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{
　　//只有系统管理者才可以创建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就象一道墙，其他程序只能和proxy交互操作。

注意到这里有两个proxy：forumproxy和forumfactoryproxy。代表两个不同的职责：使用forum和创建forum。至于为什么将使用对象和创建对象分开，这也是为什么使用factory模式的原因所在：是为了"封装" "分派"。换句话说，尽可能功能单一化，方便维护修改。

jive论坛系统中其他如帖子的创建和使用，都是按照forum这个思路而来的。

以上我们讨论了如何使用proxy进行授权机制的访问，proxy还可以对用户隐藏另外一种称为copy-on-write的优化方式。拷贝一个庞大而复杂的对象是一个开销很大的操作，如果拷贝过程中，没有对原来的对象有所修改，那么这样的拷贝开销就没有必要。用代理延迟这一拷贝过程。

比如：我们有一个很大的collection，具体如hashtable，有很多客户端会并发同时访问它。其中一个特别的客户端要进行连续的数据获取，此时要求其他客户端不能再向hashtable中增加或删除 东东。

最直接的解决方案是：使用collection的lock，让这特别的客户端获得这个lock,进行连续的数据获取，然后再释放lock。

复制代码 代码如下:

public void fofetches(hashtable ht){
　synchronized(ht){
　　//具体的连续数据获取动作..
　}
}

但是这一办法可能锁住collection会很长时间，这段时间，其他客户端就不能访问该collection了。

第二个解决方案是clone这个collection，然后让连续的数据获取针对clone出来的那个collection操作。这个方案前提是，这个collection是可clone的，而且必须有提供深度clone的方法。hashtable就提供了对自己的clone方法，但不是key和value对象的clone。

复制代码 代码如下:

public void fofetches(hashtable ht){
　hashttable newht=(hashtable)ht.clone();
}

问题又来了，由于是针对clone出来的对象操作，如果原来的母体被其他客户端操作修改了，那么对clone出来的对象操作就没有意义了。

最后解决方案：我们可以等其他客户端修改完成后再进行clone，也就是说，这个特别的客户端先通过调用一个叫clone的方法来进行一系列数据获取操作。但实际上没有真正的进行对象拷贝，直至有其他客户端修改了这个对象collection。

使用proxy实现这个方案，这就是copy-on-write操作。

proxy应用范围很广，现在流行的分布计算方式rmi和corba等都是proxy模式的应用。

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