Python设计模式详解之12 —— 代理模式

Proxy（代理）设计模式详解

代理模式是一种结构型设计模式，它提供了一个代理对象来控制对目标对象的访问。代理可以在目标对象之前进行一些操作，如控制访问权限、延迟实例化或添加额外的功能。

---

模式意图

• 目的：为其他对象提供一种代理以控制对该对象的访问。
• 核心思想：在客户端和目标对象之间引入一个中间对象（代理），用于处理客户端的请求。

---

UML类图（Markdown text 标签形式）

以下是代理模式的 UML 类图：

+--------------------+        +--------------------+
|      Subject       |<-------|   RealSubject      |
+--------------------+        +--------------------+
| + request(): void  |        | + request(): void  |
+--------------------+        +--------------------+
          ▲
          |
          |
+--------------------+
|       Proxy        |
+--------------------+
| - _real_subject:   |
|   RealSubject      |
| + request(): void  |
| + _check_access(): |
|   bool             |
| + _log_access():   |
|   void             |
+--------------------+

---

输出解释

1. 抽象接口（Subject）：

   • 定义 request 方法，所有代理和真实对象都必须实现。

2. 真实对象（RealSubject）：

   • 提供核心业务逻辑。

3. 代理对象（Proxy）：

   • 包含对真实对象的引用，并通过访问控制和日志记录功能扩展其行为。

---

模式结构

代理模式的结构主要包括以下角色：

1. Subject（抽象主题接口）：定义代理和实际对象的共有接口。
2. RealSubject（真实对象）：执行实际操作的对象。
3. Proxy（代理对象）：通过真实对象实现抽象接口，并对其访问进行控制。

---

Python实现

以下是代理模式的 Python 实现示例：

from abc import ABC, abstractmethod

class Subject(ABC):
    """抽象主题接口"""
    @abstractmethod
    def request(self):
        pass

class RealSubject(Subject):
    """真实对象"""
    def request(self):
        print("RealSubject: Handling request.")

class Proxy(Subject):
    """代理对象"""
    def __init__(self, real_subject: RealSubject):
        self._real_subject = real_subject

    def request(self):
        if self._check_access():
            self._real_subject.request()
            self._log_access()

    def _check_access(self):
        print("Proxy: Checking access before forwarding request.")
        return True

    def _log_access(self):
        print("Proxy: Logging the access to RealSubject.")

# 客户端代码
def client_code(subject: Subject):
    subject.request()

print("Client: Executing with a real subject:")
real_subject = RealSubject()
client_code(real_subject)

print("\nClient: Executing with a proxy:")
proxy = Proxy(real_subject)
client_code(proxy)

---

使用场景

1. 虚拟代理：延迟加载大对象，提升性能。
2. 保护代理：控制对对象的访问权限。
3. 智能引用：在访问对象时增加日志或跟踪功能。

代理模式通过代理对象添加额外的行为和控制，使其在许多场景下非常有用，如缓存、权限控制和远程代理等。