代理模式与Android

代理模式（Proxy）

一、什么是代理模式

先来看看官方的说法，代理模式就是为其他对象提供一种代理，以控制对这个对象的访问。

看来这个官方的说法的确有点官方，看了还是让人感觉不点不知所措，还是不明白代理模式是什么，究竟是用来做什么的。

其实代理这个名词，对于我们来说其实并不陌生，生活中有很多关于代理的例子。例如校园代理等，就以校园代理来讲，这个校园代理就是为他对应的上司的作代理，而这个校园代理的工作就是访问校园中的学生，例如对学生进行问卷之类的事。在这个例子中，学生就是官方说法中的其他对象，校园代理的上司就通过控制这个校园代理来控制对学生的访问。这下应该明白一点了吧。

二、代理模式的类图

三、代理模式的实现代码（C++实现）

以上面说的校园代理为例子，我们来一睹代理模式的风采，为了更好地理解这个模式，还是要作一点的解释的。在下面的代码中，将出现三个类，Worker、Boss和SchoolProxy，他们分别对应上图的Subject、RealSubject和Proxy这三个类，而这些类中的doSurvey方法，就是相当于上图中的Request方法。

注：其实上图只是一个代理模式的UML模型图，Request其实是代表着所有Proxy和RealSubject的共用接口，而不仅仅是这里所写的一个。

其实现代码如下（proxy.cpp）：

1、Worker类的定义如下，它有一个doSurvey的接口

class Worker
{
public:
     virtual void doSurvey() = 0;
     virtual ~Worker(){}
};

2、Boss类定义如下，它继承Worker类，并实现doSurvey接口

class Boss : public Worker
{
public:
     virtual void doSurvey()
     {
        cout << "The ABCDE company do sruvey!" << endl;
     }
};

3、SchoolProxy类定义如下，它同样继承Worker类，并实现doSurvey接口，该类维护一个Boss类的对象的引用，并在它的中doSurvey方法中调用Boss的doSurvey方法。

class SchoolProxy : public Worker
{
public:
     SchoolProxy():
        _boss(NULL)
     {
     }
     virtual ~SchoolProxy()
     {
        if(_boss != NULL)
        {
            delete _boss;
        }
     }
     SchoolProxy(const SchoolProxy&proxy)
     {
        _boss = newBoss(*proxy._boss);
     }
     SchoolProxy& operator=(const SchoolProxy &rhs)
     {
        if(this != &rhs)
        {
            SchoolProxytmp_proxy(rhs);
            Boss *tmp_boss =tmp_proxy._boss;
            tmp_proxy._boss = _boss;
            _boss = tmp_boss;
        }
        return *this;
     }
     virtual void doSurvey()
     {
        if(_boss == NULL)
        {
            _boss = new Boss();
        }
        _boss->doSurvey();
     }
private:
     Boss *_boss;
};

注：此类中的Boss也可不使用指针，而直接使用对象。但是因为java或C#这类的语言并不支持栈上对象，所有的对象都是new出来的，所以这样的写法与java和C#更相似。

4、调用方法如下：

int main()
{
	SchoolProxy *proxy = new SchoolProxy();
	proxy->doSurvey();
	delete proxy;
	return 0;
}

从上面的代码，我们可以清晰地看到，校园代理SchoolProxy是如何帮助它的Boss来完成做调查的工作的。

四、代理模式的应用

看了上面的代码，我想代理模式的操作和原理，大家都差不多可以理解了，但是其实代理还是有不只一种的，根据通常的使用，可以分为四类。

1）远程代理

它为一个对象在不同的地址空间提供局部代表。这样就可以隐藏一个对象存在于不同地址空间的事实，它的例子就是WebServer。

2）虚拟代理

它根据需求创建开销比较大的对象，通过它来存放实例化需要很长时间的真实对象。例如，当我们浏览网页时，网页中可能有一些比较大的图片，虽然图片比较大，但是你还是可以很快地打开网页，然而图片却不能在第一时间显示，可能要在几秒后才能正常显示，在这里就是通过虚拟代理来替换真实的图片。

3）保护代理

它用于控制对原对象的访问，保护代理用于对象应该有不同的访问权限的时候。

4）智能引用

它用于指当调用真实对象时，代理执行额外的一些操作，处理另外一些事情。例如C++中的智能指针，它取代了简单的指针，它会对它所指向的对象执行一些额外的操作。

五、代理模式的真实应用之share_ptr

看了上面的代码，看了上面的解说，你可能觉得代理模式没什么作用，那么你就错了，下面来看看，上面四种代理模式其中一种智能引用的强大用处。

有使用过C++的程序员，肯定知道智能指针这个好东西，它可以让大大减少我们对内存的管理难度，因为它通过以对象管理资源的方法，使指针指向向的堆内存像栈内存一样，可以自动释放。

下面就以本人实现的share_ptr来说明智能引用的代理模式的应用，首先来看看类的定义：

template <typename T>
class SharePtr
{
    public:
        SharePtr(T *tptr = NULL);
        SharePtr(const SharePtr &sptr);
        SharePtr& operator=(const SharePtr &sptr);
        SharePtr& operator=(T *tptr);
        ~SharePtr();
        T&operator*()const;
        T*operator->()const;
        bool operator==(const SharePtr &sptr)const;
        bool operator!=(const SharePtr &sptr)const;
        bool operator==(const T *tptr)const;
        bool operator!=(const T *tptr)const;
        const T* getPtr()const;
   private://function
        void _decUsed();
        inline void _nullTest()const;
        inline bool _isSame(const SharePtr &sptr)const;
        inline bool _isSame(const T *tptr)const;
   private://data
        T *_ptr;
        size_t *_used;//引用计数，为0时释放ptr指向的对象
};

它的定义就只有这么多了，看了上面的定义，你可以会产生疑问，这个真的应用了上面所说的代理模式吗？上面的代理模式不是要有一个Subject类、一个RealSubject类和一个Proxy类的吗？而RealSubject类和Proxy是Subject的子类，需要定义Subject的接口的吗？为什么这里只有一个类呢？

现在你看不出来，我并不怪你。看下去自然会明白。

智能指针，这里以share_ptr为例，它的目的就是通过一个类来模仿一个指针的行为，并提供指针没有的功能，就是当指针变量出了作用域后，自动处理指针指向的内存的功能。所以上面你看到的SharePtr模板类，就相当于Proxy类。

那RealSubject类呢？因为智能指针是指针的代理，那么RealSubject类当然就是SharePtr<T>中的成员变量T，我觉得说是T类型的指针T*更加恰当。哈哈，奇妙吧！

那么Subject类呢？这里是什么充当这个类呢？从代理模式的类图可以看到Subject类定义的是RealSubject和Proxy的共有接口，你想想看，既然RealSubject是一个指针，那么它的操作就是 *、->、==、!=和 = 这五种了，由于这些操作本来就是原生的操作，并不是什么特别的规定，所以在这里并没有这个Subject，但是可以看到，这些共有的接口或者说是操作，上面的SharePtr类中，还是有实现的。

换一个角度来说，*、->、==、!=和 =这五类操作就是Subject类中的接口，但是在这里并没有必要实现一个Subject的基类，然后让SharePtr来继承它。因为指针并不需要继承Subject就已经具有这五类操作了。所以这里把这个类省去了。

这下你应该明白，为什么这里的一个类就是一个代理模式了吧。其实我觉得学习设计模式最重要的还是学习它的思想，学习的解决问题的方法以及如何用它架构我们的程序，而不是对照着类图或者它的定义来生搬硬套。上面的智能指针就是一个例子。

其实智能指针并不是一个指针变量，它只是一个定义在栈上的对象，通过运算符重载使其行为像一个指针变量。当程序运行出了其作用域后，就会析构销毁，执行相应的操作。下面再来简单看看，这个代理为我们做了一些什么额外的事情。

例如，当对象释放时，会进行如下操作：

template <typename T>
SharePtr<T>::~SharePtr()
{
    _decUsed();
}
template <typename T>
void SharePtr<T>::_decUsed()
{
    --*_used;
    if(*_used ==0)
    {
        if(_ptr!= NULL)
        {
            delete _ptr;
            _ptr= NULL;
        }
        delete _used;
        _used = NULL;
    }
}

更多的实现和额外操作，可查看源代码。

六、 Android中的代理模式

在Android中代理模式也是使用广泛的，例如ActivityManagerProxy类就是一个代理，它是ActivityManagerNative的代理，也就是说ActivityManagerProxy是上面所说的Proxy类，而ActivityManagerNative就相当于RealSubject类，它们都有一个共有的接口IActivityManager。

在这里还有一个重要的类：ActivityManager，它相当于代理模式的类图中的client。在这个类中，可以看到大量的getxxx函数，这些函数，都会调用到ActivityManagerNative类的getDefault()方法，而该方法会获得一个共用的单例的IActivityManager引用，然后通过多态来调用代理中的实现。

注：由于时间的关系，没有深入去研究。

七、代码地址

http://download.csdn.net/detail/ljianhui/7468509

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