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2006.4.12 李建忠

直接与间接

人们对于复杂的软件系统常常有一种处理手法，即增加一层间接层，从而对系统获得一种更为灵活、满足特定需求的解决方案。

假设A要访问B三次。如果A和B是分布式中的两个机器，那么A需要跨机器调用B三次就不是很好。如果在A和B之间加一个代理对象C，并且A和C处于同一个地址空间，即同一个机器。那么A和C之间通讯是非常高效的，现在A和C之间调用三次，到某个触发点的时候，和B只需要一次的通讯，这样性能就会好很多。这样做还有一个好处，即A不需要再知道分布式通讯的内容了。

现实生活中，其实操作系统就是软件和硬件之间的代理。

动机（Motivation）

在面向对象系统中，有些对象由于某种原因（比如对象创建的开销很大，或者某些操作需要安全控制，或者需要进程外的访问等），直接访问会给使用者、或者系统结构带来很多麻烦。

如何在不失去透明操作对象的同时来管理/控制这些对象特有的复杂性？增加一层间接层是软件开发中常见的解决方式。

意图（Intent）

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

——《设计模式》GoF

例说Proxy应用

HrSystem里面new的Employee对象将位于和HrSystem同样的地址空间里面，但如果我们需要把Employee作为跨互联网的调用，那么这样的代码就不适用了。

改进后的代码：

Employee的代理应该和Employee具有同样的接口，它的实现很复杂。

其中，Employee类运行在Internet远端的一台机器上，而EmployeeProxy运行在本地的Windows Forms上。这里代理的目的是为了屏蔽分布式通讯、WebService的细节。

结构（Structure）

其中Subject就是HrSystem，它本来是要直接调用RealSubject的。但是由于WebSerivce这种情况，它需要间接的通过Proxy调用RealSubject。

Proxy模式的几个要点

“增加一层间接层”是软件系统中对许多复杂问题的一种常见解决方法。在面向对象系统中，直接使用某些对象会来带很多问题，作为间接层的Proxy对象便是解决这一问题的常用手段。

具体Proxy设计模式的实现方法、实现粒度都相差很大，有些可能对单个对象做细粒度的控制，如copy-on-write技术，有些可能对组件模块提供抽象代理层，在架构层次对对象做Proxy。

Proxy并不一定要求保持接口的一致性，只要能够实现间接控制，有时候损及一些透明性是可以接受的。

.NET架构中的Proxy应用

WebService的一些例子：

代理对象MathService

客户端

客户端使用的是MathService类，这个类是在本地运行的。

另一个例子：Copy-on-Write

左边是堆，这样做是比较浪费内存的，因为系统中可能有很多字符串重复。目前大多数系统都是以下的做法：

但这样字符串就不能更改了，例如如果要把s1改为大写，那么必须要另起一个字符串变量：

C#当然也是允许对字符串更改的，不过不是string类型，而是StringBuilder类型。

这样sb就可以被改变。

StringBuilder的原理：

sb、sb2和sb3都指向同一个字符串，如果sb把里面内容改变，那么就会把hello拷贝到另一块内存，再把内容进行更改。其实Copy-on-Write应该更准确地描述为Copy-on-Change。

StringBuilder其实就是一种代理，我们本意是想访问字符串的，StringBuilder就是一种可变字符串的代理，而且StringBuilder也没有和String保持接口的一致性。

我们看看StringBuilder的源代码：

注意Replace方法，当需要改变字符串的内容时，步骤是先new一个新的String，然后在更改新String的内容。但如果只有一个StringBuilder，那么就不需要拷贝到新的区域，而是直接在原来的String上修改。

2010.10.7

MSDN 网络广播 李建忠 2013-08-22 08:48:13