设计模式（二十一）Proxy模式

　　在面向对象编程中，“本人”和“代理人”都是对象。如果“本人”对象太忙了，有些工作无法自己亲自完成，就将其交给“代理人”对象负责。

　　示例程序的类图。

　　示例程序的时序图。从这个时序图可以看出，直到调用print方法，开始进入实际打印阶段后，PrinterProxy类才会生成Printer类的实例。

package bigjunoba.bjtu.proxy;

public interface Printable {
    public abstract void setPrinterName(String name);
    public abstract String getPrinterName();
    public abstract void print(String string);
}

　　Printable接口用于是PrinterProxy类和Printer类具有一致性。三个方法分别用来设置打印机的名字、获取打印机的名字和显示文字（打印输出）。

package bigjunoba.bjtu.proxy;

public class Printer implements Printable {
    
    private String name;
    
    public Printer() {
        heavyJob("正在生成Printer的实例");
    }
    
    public Printer(String name) {
        this.name = name;
        heavyJob("正在生成Printer的实例(" + name + ")");
    }

    private void heavyJob(String msg) {
        System.out.println(msg);
        for (int i = 1; i < 4; i++) {
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
            }
            System.out.println("生成阶段" + i);
        }
        System.out.println("结束。");
    }

    @Override
    public void setPrinterName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String getPrinterName() {
        return name;
    }

    @Override
    public void print(String string) {
        System.out.println("===" + name + "====");
        System.out.println(string);
    }
    
}

　　Printer类是表示“本人”的类。在该类的构造函数中，heavyJob方法表示一个干3秒的“重活”，它每秒以一个阶段指示显示工作进度。

package bigjunoba.bjtu.proxy;

public class PrinterProxy implements Printable {
    
    private String name;
    private Printer real;
    
    public PrinterProxy() {
    }
    
    public PrinterProxy(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    @Override
    public synchronized void setPrinterName(String name) {
        if (real != null) {
            real.setPrinterName(name);
        }
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String getPrinterName() {
        return name;
    }

    @Override
    public void print(String string) {
        realize();
        real.print(string);
    }

    private synchronized void realize() {
        if (real == null) {
            real = new Printer(name);
        }
    }
    
}

　　PrinterProxy类是扮演“代理人”的角色的类，是Proxy模式的核心。name字段保存了打印机的名字，而real字段中保存的是“本人”。

　　setPrinterName方法用于设置新的打印机名字。如果real字段不为空，也就是说已经生成了“本人”，那么就会设置“本人”的名字。但是当real字段为空时，也就是说还没有生成“本人”，那么只会设置自己PrinterProxy实例的名字。getPrinterName方法返回自己PrinterProxy实例的名字。

　　print方法已经超出了代理人的工作范围，即real字段为空时，也就是没有本人实例因此它会调用realize方法来生成本人。在调用realize方法后，real字段中只会保存本人Printer类的实例，因此可以调用real.print方法。这就是“委托”。

　　这里要理解的就是，Printer类不知道PrinterProxy类的存在。即Printer类并不知道自己到底是通过PrinterProxy被调用的还是直接被调用的。

　　但是反过来说，PrinterProxy类是知道Printer类的。这是因为PrinterProxy类的real字段是Printer类型的。即PrinterProxy类是与Printer类紧密关联在一起的组件。

　　还要注意的是synchronized关键字：

　　synchronized是Java中的关键字，是一种同步锁。它修饰的对象有以下几种：
　　1. 修饰一个代码块，被修饰的代码块称为同步语句块，其作用的范围是大括号{}括起来的代码，作用的对象是调用这个代码块的对象；
　　2. 修饰一个方法，被修饰的方法称为同步方法，其作用的范围是整个方法，作用的对象是调用这个方法的对象；
　　3. 修改一个静态的方法，其作用的范围是整个静态方法，作用的对象是这个类的所有对象；
　　4. 修改一个类，其作用的范围是synchronized后面括号括起来的部分，作用主的对象是这个类的所有对象。

package bigjunoba.bjtu.proxy;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Printable printable = new PrinterProxy("LianJiang");
        System.out.println("现在的名字是" + printable.getPrinterName() + "。");
        printable.setPrinterName("QiaoJiang");
        System.out.println("现在的名字是" + printable.getPrinterName() + "。");
        printable.print("SB");
    }
}

　　Main方法很简单，主要就是要验证一下是否只有在调用print方法时才会生成Printer实例。

现在的名字是LianJiang。
现在的名字是QiaoJiang。
正在生成Printer的实例(QiaoJiang)
生成阶段1
生成阶段2
生成阶段3
结束。
===QiaoJiang====
SB

 　　结果很明显，“代理人”帮助“本人”做了set和get名字的工作，而print工作只有“本人”能做，所以只有让本人来做。

　　解释一下Proxy模式的类图：

　　1.Subject（主体）：定义了使Proxy和RealSubject之间具有一致性的接口。由于存在Subject，因此Client不必在意它所使用的究竟是Proxy还是RealSubject。

　　2.Proxy（代理人）：尽量处理来自Client的请求，只有当自己不能处理时，才会将工作交给RealSubject。Proxy只有在必要时才会生成RealSubject。

　　3.RealSubject（实际的主体）：“本人”会在“代理人”无法胜任工作时出场。

　　4.Client（请求者）：使用Proxy模式。

　　Proxy模式的一些应用：

　　1.在Proxy模式中，代理人尽力肩负着工作使命。在示例程序中，成功地将耗时处理推迟到print方法被调用才进行。在一个大型系统的初始化过程中，存在大量的耗时处理，如果在启动系统时连那些暂时不会被使用的功能也初始化了，那么应用程序的启动时间会很长，这将会引发用户的不满。只要在有需要的时候将某个功能初始化就可以大大减少启动时间。

　　2.代理和委托：当代理人不能解决问题时，就会“转交”给本人去解决，这里的“转交”就是“委托”。

　　3.透明性：是指Main类可以完全不用在意调用的是本人类还是代理人类。

　　4HTTP代理：HTTP代理是指位于Web服务器和Web浏览器之间，为Web页面提供高速缓存等功能的软件。这也是一种Proxy模式。在通过Web浏览器访问Web页面时，并不会每次都去访问远程Web服务器来获取页面的内容，而是会先去获取HTTP代理缓存的页面。只有当需要最新页面内容或是页面的缓存期限过期时，才去访问远程Web服务器。