设计模式Python版 代理模式

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前言

GOF设计模式分三大类：

• 创建型模式：关注对象的创建过程，包括单例模式、简单工厂模式、工厂方法模式、抽象工厂模式、原型模式和建造者模式。
• 结构型模式：关注类和对象之间的组合，包括适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰模式、外观模式、享元模式和代理模式。
• 行为型模式：关注对象之间的交互，包括职责链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式和访问者模式。

一、代理模式

代理模式（Proxy Pattern）

• 定义：给某一个对象提供一个代理，并由代理对象控制对原对象的引用。

• 解决问题：如何提供一种间接访问机制来实现对象的远程访问或受限访问？

• 使用场景：

  • 当客户端对象需要访问远程主机中的对象时，可以使用远程代理。
  • 当需要用一个消耗资源较少的对象来代表一个消耗资源较多的对象，从而降低系统开销、缩短运行时间时，可以使用虚拟代理
  • 当需要控制对一个对象的访问，为不同用户提供不同级别的访问权限时，可以使用保护代理。
  • 当需要为某一个被频繁访问的操作结果提供一个临时存储空间，以供多个客户端共享访问这些结果时，可以使用缓冲代理
  • 当需要为一个对象的访问（引用）提供一些额外的操作时，可以使用智能引用代理

• 组成：

  • Subject（抽象主题角色）：它声明了真实主题和代理主题的共同接口，客户端通常需要针对抽象主题角色进行编程。
  • Proxy（代理主题角色）：代理主题角色内部包含了对真实主题的引用，从而可以在任何时候操作真实主题对象。代理主题角色还可以控制对真实主题的使用，客户端在调用所引用的真实主题操作之前或之后还需要执行其他操作，而不仅仅是单纯调用真实主题对象中的操作。
  • RealSubject（真实主题角色）：它定义了代理角色所代表的真实对象，在真实主题角色中实现了真实的业务操作，客户端可以通过代理主题角色间接调用真实主题角色中定义的操作。

• 补充说明：

  • 由于某些原因，客户端不想或不能直接访问某个对象，此时可以通过一个被称为“代理”的第三者来实现间接访问，该方案对应的设计模式被称为代理模式。
  • 代理模式为对象的访问控制提供了一种设计方案，而且它具有多种不同的类型，应用相当广泛。
  • 在代理模式中引入了一个新的代理对象，代理对象可以在客户端对象和目标对象之间起到中介的作用，去掉客户不能看到的内容和服务或者增添客户需要的额外服务。
  • 代理模式和装饰模式比较
    • 代理模式主要是给真实主题类增加一些全新的职责，例如权限控制、缓冲处理、智能引用、远程访问等，这些职责与原有职责不属于同一个问题域。
    • 装饰模式是通过装饰类为具体构件类增加一些相关的职责，是对原有职责的扩展，这些职责属于同一问题域。
  • 代理模式根据其目的和实现方式不同进行分类
    • 远程代理（Remote Proxy）：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个本地的代理对象
    • 虚拟代理（Virtual Proxy）：如果需要创建一个资源消耗较大的对象，先创建一个消耗相对较小的对象来表示，真实对象只在需要时才会被真正创建。
    • 保护代理（Protect Proxy）：控制对一个对象的访问，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。
    • 缓冲代理（Cache Proxy）：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共享这些结果。
    • 智能引用代理（Smart Reference Proxy）：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，例如将对象被调用的次数记录下来等。
  • 代理模式是常用的结构型设计模式之一

• 优点：

  • 一定程度上降低了系统的耦合度
  • 客户端可以针对抽象主题角色进行编程，增加和更换代理类无须修改源代码，符合开闭原则
  • 远程代理为位于两个不同地址空间对象的访问提供了一种实现机制
  • 虚拟代理通过一个消耗资源较少的对象来代表一个消耗资源较多的对象，可以在一定程度上节省系统的运行开销。
  • 保护代理可以控制对一个对象的访问权限，为不同用户提供不同级别的使用权限。

• 缺点：

  • 实现代理模式需要额外的工作，有些代理模式的实现可能非常复杂

二、代理模式示例

使用代理模式设计和实现商务信息查询系统

• 客户端对象通过代理对象间接访问具有商务信息查询功能的真实对象。在代理对象中除了调用真实对象的商务信息查询功能外，还增加了身份验证和日志记录等功能。
• ProxySearcher充当代理主题角色，它是查询代理，维持了对RealSearcher对象、AccessValidator对象和Logger对象的引用
• 属于智能引用代理

"""抽象角色"""


class Searcher:
    def do_search(self, username: str, keyword: str, **kwargs) -> str:
        raise NotImplementedError


"""真实角色"""


class RealSearcher(Searcher):
    # 模拟查询商务信息
    def