代理模式

1 概念

别名

Surrogate

意图

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

Provide a surrogate or placeholder for another object to control access to it.

结构

按照使用场景代理有以下四类：

远程代理（Remote Proxy）：控制对远程对象（不同地址空间）的访问，它负责将请求及其参数进行编码，并向不同地址空间中的对象发送已经编码的请求。
虚拟代理（Virtual Proxy）：根据需要创建开销很大的对象，它可以缓存实体的附加信息，以便延迟对它的访问，例如在网站加载一个很大图片时，不能马上完成，可以用虚拟代理缓存图片的大小信息，然后生成一张临时图片代替原始图片。
保护代理（Protection Proxy）：按权限控制对象的访问，它负责检查调用者是否具有实现一个请求所必须的访问权限。
智能代理（Smart Reference）：取代了简单的指针，它在访问对象时执行一些附加操作：记录对象的引用次数；当第一次引用一个对象时，将它装入内存；在访问一个实际对象前，检查是否已经锁定了它，以确保其它对象不能改变它。

运行时一种可能的 Proxy 结构的对象图：

参与者

Proxy

保存一个引用使得代理可以访问实体。若 RealSubject 和 Subject
的接口相同，Proxy 会引用 Subject。
提供一个与 Subject 的接口相同的接口，这样 Proxy 就可以用来代替实体。
控制对实体的存取，并可能负责创建和删除它。
其他功能依赖于 Proxy 的类型：
- 远程代理（Remote Proxy）负责对请求及其参数进行编码，并向不同地址空间中的实体发送已编码的请求。
- 虚拟代理（Virtual Proxy）可以缓存实体的附加信息，以便延迟对它的访问。
- 保护代理（Protection Proxy）检查调用者是否具有实现一个请求所必须的访问权限。
- 智能代理（Smart Proxy）代替指针，计算引用计数

Subject

定义 RealSubject 和 Proxy 的共用接口，这样就在任何使用 RealSubject
的地方都可以使用 Proxy。

RealSubject

定义 Proxy 所代表的实体。

适用性

下面是一些使用 Proxy 模式的常见情况：

远程代理（Remote Proxy）为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。
虚拟代理（Virtual Proxy）根据需要创建开销很大的对象。
保护代理（Protection Proxy）控制对原始对象的访问。
智能代理（Smart Proxy）在访问对象时执行一些附件操作。

效果

Proxy 模式在访问对象时引入了一定程度的间接性。
Proxy 模式可以对用户隐藏 Copy-On-Write 优化方式。用 Proxy
延迟对象拷贝过程，仅当这个对象被修改时才进行真正的拷贝，用以大幅度降低拷贝大实体的开销。

2 实现

以下是一个虚拟代理的实现，模拟了图片延迟加载的情况下使用与图片大小相等的临时内容去替换原始图片，直到图片加载完成才将图片显示出来。

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public interface Image {
    void showImage();
}

public class HighResolutionImage implements Image {

    private URL imageURL;
    private long startTime;
    private int height;
    private int width;

    public int getHeight() {
        return height;
    }

    public int getWidth() {
        return width;
    }

    public HighResolutionImage(URL imageURL) {
        this.imageURL = imageURL;
        this.startTime = System.currentTimeMillis();
        this.width = 600;
        this.height = 600;
    }

    public boolean isLoad() {
        // 模拟图片加载，延迟 3s 加载完成
        long endTime = System.currentTimeMillis();
        return endTime - startTime > 3000;
    }

    @Override
    public void showImage() {
        System.out.println("Real Image: " + imageURL);
    }
}

public class ImageProxy implements Image {

    private HighResolutionImage highResolutionImage;

    public ImageProxy() {
        highResolutionImage = new HighResolutionImage(url);
    }

    @Override
    public void showImage() {
        while (!highResolutionImage.isLoad()) {
            try {
                System.out.println("Temp Image: " + highResolutionImage.getWidth() + " " + highResolutionImage.getHeight());
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        highResolutionImage.showImage();
    }
}

public class ImageViewer {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String image = "http://image.jpg";
        URL url = new URL(image);
        ImageProxy imageProxy = new ImageProxy(highResolutionImage);
        imageProxy.showImage();
    }
}

对于装饰器可能需要如下实现:

public class ImageDerector implements Image {

    private HighResolutionImage highResolutionImage;

    public ImageDerector(HighResolutionImage highResolutionImage) {
        this.highResolutionImage = highResolutionImage;
    }

    @Override
    public void showImage() {
        while (!highResolutionImage.isLoad()) {
            try {
                System.out.println("Temp Image: " + highResolutionImage.getWidth() + " " + highResolutionImage.getHeight());
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        highResolutionImage.showImage();
    }
}
public class ImageViewer {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String image = "http://image.jpg";
        URL url = new URL(image);
        HighResolutionImage highResolutionImage = new HighResolutionImage(url);
        ImageDerector imageDerector = new ImageDerector(highResolutionImage);
        imageDerector.showImage();
    }
}
`