C#设计模式——代理模式（Proxy Pattern）

引言

在我们的生活中，经常会遇到需要什么东西，但是自己又不是很方便或者对方不是很方便，则就需要中间的一个代理人去解决。例如代购。
在软件开发中，也会遇到这样的问题。有些对象有时候会由于网络或其他的障碍，以至于不能够或者不能直接访问到这些对象，如果直接访问对象给系统带来不必要的复杂性，这时候可以在客户端和目标对象之间增加一层中间层，让代理对象代替目标对象，然后客户端只需要访问代理对象，由代理对象去帮我们去请求目标对象并返回结果给客户端，这样的一个解决思路就是今天要介绍的代理模式。

概念

代理是一种结构型设计模式， 让你能提供真实服务对象的替代品给客户端使用。 代理接收客户端的请求并进行一些处理 （访问控制和缓存等）， 然后再将请求传递给服务对象。
代理对象拥有和服务对象相同的接口， 这使得当其被传递给客户端时可与真实对象互换。

结构图

代理模式所涉及的角色有三个：

抽象主题角色（Person）：声明了真实主题和代理主题的公共接口，这样一来在使用真实主题的任何地方都可以使用代理主题。

代理主题角色（Friend）：代理主题角色内部含有对真实主题的引用，从而可以操作真实主题对象；代理主题角色负责在需要的时候创建真实主题对象；代理角色通常在将客户端调用传递到真实主题之前或之后，都要执行一些其他的操作，而不是单纯地将调用传递给真实主题对象。例如这里的PreBuyProduct和PostBuyProduct方法就是代理主题角色所执行的其他操作。

真实主题角色（RealBuyPerson）：定义了代理角色所代表的真是对象。

分类

代理模式按照使用目的可以分为以下几种：

1. 远程（Remote）代理：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个局域代表对象。这个不同的地址空间可以是本电脑中，也可以在另一台电脑中。最典型的例子就是——客户端调用Web服务或WCF服务。
2. 虚拟（Virtual）代理：根据需要创建一个资源消耗较大的对象，使得对象只在需要时才会被真正创建。
3. Copy-on-Write代理：虚拟代理的一种，把复制（或者叫克隆）拖延到只有在客户端需要时，才真正采取行动。
4. 保护（Protect or Access）代理：控制一个对象的访问，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。
5. 防火墙（Firewall）代理：保护目标不让恶意用户接近。
6. 智能引用（Smart Reference）代理：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，比如将对此对象调用的次数记录下来等。
7. Cache代理：为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间，以便多个客户端可以这些结果。

在上面所有种类的代理模式中，虚拟代理、远程代理、智能引用代理和保护代理较为常见的代理模式。

实现

例如项目A的PM需要购买一个测试工具，但是测试工具的运营商在国外，自己过去不是很方便，所以需要找一个代理商帮助自己去购买。

下面就实现此购买的例子：

using System;

namespace Proxy
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            ProgramManagement PM = new ProgramManagement();
            PM.BuyToolName = "Bug管理工具";
            PM.BuyTestTool();

            ProxyBuyTestTool Tynam = new ProxyBuyTestTool(PM);
            Tynam.BuyTestTool();

            Console.ReadKey();
        }
    }

    public interface ITestTool
    {
        void BuyTestTool();
    }

    public class ProgramManagement : ITestTool
    {

        public string BuyToolName;
        public void BuyTestTool()
        {
            Console.WriteLine($"项目A需要找一个代理商购买国外的一款{this.BuyToolName}的测试工具");
        }
    }

    public class ProxyBuyTestTool : ITestTool
    {
        private ProgramManagement _pm;

        public ProxyBuyTestTool(ProgramManagement pm)
        {
            this._pm = pm;
        }

        public void BuyTestTool()
        {
            Console.WriteLine($"帮助项目A购买测试工具{this._pm.BuyToolName}成功");
        }

    }

}

运行后结果

项目A需要找一个代理商购买国外的一款Bug管理工具的测试工具
帮助项目A购买测试工具Bug管理工具成功

使用场景

当无法或不想直接引用某个对象或访问某个对象存在困难时，可以通过代理对象来间接访问。使用代理模式主要有两个目的：一是保护目标对象，二是增强目标对象。

由于代理模式有许多分类，应用场景又适于多种情况：

• 远程代理，这种方式通常是为了隐藏目标对象存在于不同地址空间的事实，方便客户端访问。例如，用户申请某些网盘空间时，会在用户的文件系统中建立一个虚拟的硬盘，用户访问虚拟硬盘时实际访问的是网盘空间。
• 虚拟代理，这种方式通常用于要创建的目标对象开销很大时。例如，下载一幅很大的图像需要很长时间，因某种计算比较复杂而短时间无法完成，这时可以先用小比例的虚拟代理替换真实的对象，消除用户对服务器慢的感觉。
• 安全代理，这种方式通常用于控制不同种类客户对真实对象的访问权限。
• 智能指引，主要用于调用目标对象时，代理附加一些额外的处理功能。例如，增加计算真实对象的引用次数的功能，这样当该对象没有被引用时，就可以自动释放它。
• 延迟加载，指为了提高系统的性能，延迟对目标的加载。例如，Hibernate 中就存在属性的延迟加载和关联表的延时加载。

优缺点

优点：

• 代理模式在客户端与目标对象之间起到一个中介作用和保护目标对象的作用。
• 代理对象可以扩展目标对象的功能。
• 代理模式能将客户端与目标对象分离，在一定程度上降低了系统的耦合度，增加了程序的可扩展性。

缺点：

• 代理模式会造成系统设计中类的数量增加。
• 在客户端和目标对象之间增加一个代理对象，会造成请求处理速度变慢。
• 增加了系统的复杂度。