Java設計模式（10）代理模式（Proxy模式）

時間 2019-11-10

標籤 java 設計模式代理 proxy 欄目 Java 简体版

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理解並使用設計模式，可以培養咱們良好的面向對象編程習慣，同時在實際應用中，能夠如魚得水，享受遊刃有餘的樂趣。

Proxy是比較有用途的一種模式，並且變種較多，應用場合覆蓋從小結構到整個系統的大結構，Proxy是代理的意思，咱們也許有代理服務器等概念，代理概念能夠解釋爲：在出發點到目的地之間有一道中間層，意爲代理。

設計模式中定義：爲其餘對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問。html

爲何要使用代理模式

受權機制不一樣級別的用戶對同一對象擁有不一樣的訪問權利，如Jive論壇系統中，就使用Proxy進行受權機制控制，訪問論壇有兩種人：註冊用戶和遊客(未註冊用戶)，Jive中就經過相似ForumProxy這樣的代理來控制這兩種用戶對論壇的訪問權限。
某個客戶端不能直接操做到某個對象，但又必須和那個對象有所互動。

舉例兩個具體狀況：數據庫

若是那個對象是一個是很大的圖片，須要花費很長時間才能顯示出來，那麼當這個圖片包含在文檔中時，使用編輯器或瀏覽器打開這個文檔，打開文檔必須很迅速，不能等待大圖片處理完成，這時須要作個圖片Proxy來代替真正的圖片。
若是那個對象在Internet的某個遠端服務器上，直接操做這個對象由於網絡速度緣由可能比較慢，那咱們能夠先用Proxy來代替那個對象。

總之原則是，對於開銷很大的對象，只有在使用它時才建立，這個原則能夠爲咱們節省不少寶貴的Java內存。因此，有些人認爲Java耗費資源內存，我覺得這和程序編制思路也有必定的關係。編程

如何使用代理模式

以Jive論壇系統爲例，訪問論壇系統的用戶有多種類型：註冊普通用戶、論壇管理者、系統管理者、遊客。註冊普通用戶才能發言，論壇管理者能夠管理他被受權的論壇，系統管理者能夠管理全部事務等，這些權限劃分和管理是使用Proxy完成的。

Forum是Jive的核心接口，在Forum中陳列了有關論壇操做的主要行爲，如論壇名稱，論壇描述的獲取和修改，帖子發表刪除編輯等。

在ForumPermissions中定義了各類級別權限的用戶：設計模式

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]);
}

.....

}

所以，Forum中各類操做權限是和ForumPermissions定義的用戶級別有關係的，做爲接口Forum的實現：ForumProxy正是將這種對應關係聯繫起來。好比，修改Forum的名稱，只有論壇管理者或系統管理者能夠修改，代碼以下：瀏覽器

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{
　　//只有是系統或論壇管理者才能夠修更名稱
　　if (permissions.isSystemOrForumAdmin()) {
　　　forum.setName(name);
　　}
　　else {
　　　throw new UnauthorizedException();
　　}
    }
    ...

}

而DbForum纔是接口Forum的真正實現，以修改論壇名稱爲例：安全

public class DbForum implements Forum, Cacheable {
    ...
    public void setName(String name) throws ForumAlreadyExistsException {
　　....
　　this.name = name;
　　//這裏真正將新名稱保存到數據庫中
　　saveToDb();
　　....
    }
    ...
}

凡是涉及到對論壇名稱修改這一事件，其餘程序都首先得和ForumProxy打交道，由ForumProxy決定是否有權限作某同樣事情，ForumProxy是個名副其實的"網關"，"安全代理系統"。

在平時應用中，無可避免總要涉及到系統的受權或安全體系，無論你有無心識的使用Proxy，實際你已經在使用Proxy了。

咱們繼續結合Jive談入深一點，下面要涉及到工廠模式了。

咱們已經知道，使用Forum須要經過ForumProxy，Jive中建立一個Forum是使用Factory模式，有一個總的抽象類ForumFactory，在這個抽象類中，調用ForumFactory是經過getInstance()方法實現，這裏使用了Singleton(也是設計模式之一)，getInstance()返回的是ForumFactoryProxy。

爲何不返回ForumFactory，而返回ForumFactory的實現ForumFactoryProxy？緣由是明顯的，須要經過代理肯定是否有權限建立forum。

在ForumFactoryProxy中咱們看到代碼以下：服務器

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{
　　//只有系統管理者才能夠建立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就象一道牆，其餘程序只能和Proxy交互操做。

注意到這裏有兩個Proxy：ForumProxy和ForumFactoryProxy。表明兩個不一樣的職責：使用Forum和建立Forum。至於爲何將使用對象和建立對象分開，這也是爲何使用Factory模式的緣由所在：是爲了"封裝" "分派"。換句話說，儘量功能單一化，方便維護修改。

Jive論壇系統中其餘如帖子的建立和使用，都是按照Forum這個思路而來的。

以上咱們討論瞭如何使用Proxy進行受權機制的訪問，Proxy還能夠對用戶隱藏另一種稱爲copy-on-write的優化方式。拷貝一個龐大而複雜的對象是一個開銷很大的操做，若是拷貝過程當中，沒有對原來的對象有所修改，那麼這樣的拷貝開銷就沒有必要。用代理延遲這一拷貝過程。

好比：咱們有一個很大的Collection，具體如hashtable，有不少客戶端會併發同時訪問它。其中一個特別的客戶端要進行連續的數據獲取，此時要求其餘客戶端不能再向hashtable中增長或刪除東東。

最直接的解決方案是：使用collection的lock，讓這特別的客戶端得到這個lock,進行連續的數據獲取，而後再釋放lock。網絡

public void foFetches(Hashtable ht){
　synchronized(ht){
　　//具體的連續數據獲取動做..
　}
}

可是這一辦法可能鎖住Collection會很長時間，這段時間，其餘客戶端就不能訪問該Collection了。

第二個解決方案是clone這個Collection，而後讓連續的數據獲取針對clone出來的那個Collection操做。這個方案前提是，這個Collection是可clone的，並且必須有提供深度clone的方法。Hashtable就提供了對本身的clone方法，但不是Key和value對象的clone。併發

public void foFetches(Hashtable ht){
　Hashttable newht=(Hashtable)ht.clone();
}

問題又來了，因爲是針對clone出來的對象操做，若是原來的母體被其餘客戶端操做修改了，那麼對clone出來的對象操做就沒有意義了。

最後解決方案：咱們能夠等其餘客戶端修改完成後再進行clone，也就是說，這個特別的客戶端先經過調用一個叫clone的方法來進行一系列數據獲取操做。但實際上沒有真正的進行對象拷貝，直至有其餘客戶端修改了這個對象Collection。

使用Proxy實現這個方案，這就是copy-on-write操做。

Proxy應用範圍很廣，如今流行的分佈計算方式RMI和Corba等都是Proxy模式的應用。編輯器

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