C++ 设计模式-代理模式

远程代理（Remote Proxy）示例

假设有一个服务器应用程序，该应用程序提供了一个服务，比如获取用户信息。客户端直接访问远程对象可能很复杂，因此可以使用代理对象来简化这个过程。代理对象将请求转发给远程对象，远程对象负责真正的服务逻辑。

设计：

1. Subject：定义了客户端和代理对象以及真实对象都共享的接口。
2. RealSubject：实现了具体的服务操作，比如从远程数据库获取数据。
3. Proxy：在客户端和远程对象之间起到中介作用，负责请求的转发。

代码示例：

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>

// 定义Subject接口
class UserService {
public:
    virtual void getUserInfo(int userId) = 0;
    virtual ~UserService() = default;
};

// 真实的UserService类，它提供了从远程数据库获取用户信息的功能
class RealUserService : public UserService {
public:
    void getUserInfo(int userId) override {
        std::cout << "Fetching user info from remote server for user ID: " << userId << std::endl;
    }
};

// 代理类，它充当客户端和远程服务之间的中介
class ProxyUserService : public UserService {
private:
    std::shared_ptr<RealUserService> realUserService;
    bool isAuthenticated;

public:
    ProxyUserService() : realUserService(nullptr), isAuthenticated(false) {}

    // 设置认证信息
    void authenticate(const std::string& token) {
        if (token == "valid_token") {
            isAuthenticated = true;
            std::cout << "Authentication successful!" << std::endl;
        } else {
            std::cout << "Authentication failed!" << std::endl;
        }
    }

    void getUserInfo(int userId) override {
        // 代理对象在此控制对真实对象的访问权限
        if (isAuthenticated) {
            if (!realUserService) {
                realUserService = std::make_shared<RealUserService>();
            }
            realUserService->getUserInfo(userId);
        } else {
            std::cout << "Access denied. Please authenticate first." << std::endl;
        }
    }
};

int main() {
    // 创建代理对象
    ProxyUserService proxyService;

    // 尝试访问真实服务，未认证
    proxyService.getUserInfo(101);

    // 用户认证
    proxyService.authenticate("valid_token");

    // 认证后，访问真实服务
    proxyService.getUserInfo(101);

    return 0;
}

解释：

1. UserService 是一个接口，声明了客户端和代理对象都需要实现的方法。getUserInfo 方法是要调用的远程服务。
2. RealUserService 是实际的远程服务，它执行从数据库或服务器获取用户信息的逻辑。
3. ProxyUserService 是代理类，它负责客户端与真实服务之间的交互，提供认证功能，确保只有经过认证的用户才能访问真实的服务。

代理模式的复杂性：

• 延迟加载：ProxyUserService 会在首次请求时创建 RealUserService 对象，避免了不必要的远程服务调用。
• 认证控制：在代理中添加了访问控制，确保只有通过认证的用户可以访问真实服务。它模拟了一个实际的安全机制。
• 远程通信：虽然此示例并未直接涉及网络编程，但可以将 RealUserService 替换为通过网络与远程服务器通信的代码，进而实现真正的远程服务访问。

经典场景：

• 分布式系统：远程代理可以作为客户端与远程服务之间的中介，简化客户端对远程服务的调用。
• 访问控制：保护代理在许多应用中用于控制对敏感资源的访问，比如数据库访问，确保只有授权用户可以执行特定操作。