代理模式與Android

標籤：設計模式   代理模式   智能指標   代碼設計實現   android   

代理模式（Proxy）

一、   什麼是代理模式

先來看看官方的說法，代理模式就是為其他對象提供一種代理，以控制對這個對象的訪問。

 

看來這個官方的說法的確有點官方，看了還是讓人感覺不點不知所措，還是不明白代理模式是什麼，究竟是用來做什麼的。

 

其實代理這個名詞，對於我們來說其實並不陌生，生活中有很多關於代理的例子。例如校園代理等，就以校園代理來講，這個校園代理就是為他對應的上司的作代理，而這個校園代理的工作就是訪問校園中的學生，例如對學生進行問卷之類的事。在這個例子中，學生就是官方說法中的其他對象，校園代理的上司就通過控制這個校園代理來控制對學生的訪問。這下應該明白一點了吧。

二、   代理模式的類圖

 

三、   代理模式的實現代碼（C++實現）

以上面說的校園代理為例子，我們來一睹代理模式的風采，為了更好地理解這個模式，還是要作一點的解釋的。在下面的代碼中，將出現三個類，Worker、Boss和SchoolProxy，他們分別對應的Subject、RealSubject和Proxy這三個類，而這些類中的doSurvey方法，就是相當於中的Request方法。

 

註：其實只是一個代理模式的UML模型圖，Request其實是代表著所有Proxy和RealSubject的共用介面，而不僅僅是這裡所寫的一個。

 

其實現代碼如下（proxy.cpp）：

1、Worker類的定義如下，它有一個doSurvey的介面

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

2、Boss類定義如下，它繼承Worker類，並實現doSurvey介面

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

3、SchoolProxy類定義如下，它同樣繼承Worker類，並實現doSurvey介面，該類維護一個Boss類的對象的引用，並在它的中doSurvey方法中調用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;};

註：此類中的Boss也可不使用指標，而直接使用對象。但是因為java或C#這類的語言並不支援棧上對象，所有的對象都是new出來的，所以這樣的寫法與java和C#更相似。

 

4、調用方法如下：

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

從上面的代碼，我們可以清晰地看到，校園代理SchoolProxy是如何協助它的Boss來完成做調查的工作的。

 

四、   代理模式的應用

看了上面的代碼，我想代理模式的操作和原理，大家都差不多可以理解了，但是其實代理還是有不只一種的，根據通常的使用，可以分為四類。

 

1）            遠程代理

它為一個對象在不同的地址空間提供局部代表。這樣就可以隱藏一個對象存在於不同地址空間的事實，它的例子就是WebServer。

2）            虛擬代理

它根據需求建立開銷比較大的對象，通過它來存放執行個體化需要很長時間的真實對象。例如，當我們瀏覽網頁時，網頁中可能有一些比較大的圖片，雖然圖片比較大，但是你還是可以很快地開啟網頁，然而圖片卻不能在第一時間顯示，可能要在幾秒後才能正常顯示，在這裡就是通過虛擬代理來替換真實的圖片。

3）            保護代理

它用於控制對原對象的訪問，保護代理用於對象應該有不同的存取權限的時候。

4）            智能引用

它用於指當調用真實對象時，代理執行額外的一些操作，處理另外一些事情。例如C++中的智能指標，它取代了簡單的指標，它會對它所指向的對象執行一些額外的操作。

      

五、   代理模式的真實應用之share_ptr

看了上面的代碼，看了上面的解說，你可能覺得代理模式沒什麼作用，那麼你就錯了，下面來看看，上面四種代理模式其中一種智能引用的強大用處。

 

有使用過C++的程式員，肯定知道智能指標這個好東西，它可以讓大大減少我們對記憶體的管理難度，因為它通過以對象管理資源的方法，使指標指向向的堆記憶體像棧記憶體一樣，可以自動釋放。

 

下面就以本人實現的share_ptr來說明智能引用的代理模式的應用，首先來看看類的定義：

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;//引用計數，為0時釋放ptr指向的對象};

它的定義就只有這麼多了，看了上面的定義，你可以會產生疑問，這個真的應用了上面所說的代理模式嗎？上面的代理模式不是要有一個Subject類、一個RealSubject類和一個Proxy類的嗎？而RealSubject類和Proxy是Subject的子類，需要定義Subject的介面的嗎？為什麼這裡只有一個類呢？

 

現在你看不出來，我並不怪你。看下去自然會明白。

 

智能指標，這裡以share_ptr為例，它的目的就是通過一個類來模仿一個指標的行為，並提供指標沒有的功能，就是當指標變數出了範圍後，自動處理指標指向的記憶體的功能。所以上面你看到的SharePtr模板類，就相當於Proxy類。

 

那RealSubject類呢？因為智能指標是指標的代理，那麼RealSubject類當然就是SharePtr<T>中的成員變數T，我覺得說是T類型的指標T*更加恰當。哈哈，奇妙吧！

 

那麼Subject類呢？這裡是什麼充當這個類呢？從代理模式的類圖可以看到Subject類定義的是RealSubject和Proxy的共有介面，你想想看，既然RealSubject是一個指標，那麼它的操作就是*、->、==、!=和 = 這五種了，由於這些操作本來就是原生的操作，並不是什麼特別的規定，所以在這裡並沒有這個Subject，但是可以看到，這些共有的介面或者說是操作，上面的SharePtr類中，還是有實現的。

 

換一個角度來說，*、->、==、!=和 =這五類操作就是Subject類中的介面，但是在這裡並沒有必要實現一個Subject的基類，然後讓SharePtr來繼承它。因為指標並不需要繼承Subject就已經具有這五類操作了。所以這裡把這個類省去了。

 

這下你應該明白，為什麼這裡的一個類就是一個代理模式了吧。其實我覺得學習設計模式最重要的還是學習它的思想，學習的解決問題的方法以及如何用它架構我們的程式，而不是對照著類圖或者它的定義來生搬硬套。上面的智能指標就是一個例子。

 

其實智能指標並不是一個指標變數，它只是一個定義在棧上的對象，通過運算子多載使其行為像一個指標變數。當程式運行出了其範圍後，就會析構銷毀，執行相應的操作。下面再來簡單看看，這個代理為我們做了一些什麼額外的事情。

例如，當對象釋放時，會進行如下操作：

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;    }}

更多的實現和額外操作，可查看原始碼。

 

六、   Android中的代理模式

在Android中代理模式也是使用廣泛的，例如ActivityManagerProxy類就是一個代理，它是ActivityManagerNative的代理，也就是說ActivityManagerProxy是上面所說的Proxy類，而ActivityManagerNative就相當於RealSubject類，它們都有一個共有的介面IActivityManager。

在這裡還有一個重要的類：ActivityManager，它相當於代理模式的類圖中的client。在這個類中，可以看到大量的getxxx函數，這些函數，都會調用到ActivityManagerNative類的getDefault()方法，而該方法會獲得一個共用的單例的IActivityManager引用，然後通過多態來調用代理中的實現。

註：由於時間的關係，沒有深入去研究。

七、   代碼地址

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