一、模式定义

代理模式(Proxy Pattern) :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。代理模式的英 文叫做Proxy或Surrogate,它是一种对象结构型模式。

二、模式结构

代理模式包含如下角色:

  • Subject: 抽象主题角色
  • Proxy: 代理主题角色
  • RealSubject: 真实主题角色

三、时序图

四、模式的简单实现

抽象对象角色

public abstract class AbstractObject {
    //操作
    public abstract void operation();
}

目标对象角色

public class RealObject extends AbstractObject {
    @Override
    public void operation() {
        //一些操作
        System.out.println("一些操作");
    }
}

代理对象角色

public class ProxyObject extends AbstractObject{
    RealObject realObject = new RealObject();
    @Override
    public void operation() {
        //调用目标对象之前可以做相关操作
        System.out.println("before");        
        realObject.operation();        
        //调用目标对象之后可以做相关操作
        System.out.println("after");
    }
}

客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractObject obj = new ProxyObject();
        obj.operation();
    }
}

五、代理模式在Binder中的使用

直观来说,Binder是Android中的一个类,它继承了IBinder接口。从IPC角度来说,Binder是Android中的一种跨进程通信方式,Binder还可以理解为一种虚拟的物理设备,它的设备驱动是/dev/binder,该通信方式在linux中没有;从Android Framework角度来说,Binder是ServiceManager连接各种Manager(ActivityManager、WindowManager,etc)和相应ManagerService的桥梁;从Android应用层来说,Binder是客户端和服务端进行通信的媒介,当你bindService的时候,服务端会返回一个包含了服务端业务调用的Binder对象,通过这个Binder对象,客户端就可以获取服务端提供的服务或者数据,这里的服务包括普通服务和基于AIDL的服务。

Binder一个很重要的作用是:将客户端的请求参数通过Parcel包装后传到远程服务端,远程服务端解析数据并执行对应的操作,同时客户端线程挂起,当服务端方法执行完毕后,再将返回结果写入到另外一个Parcel中并将其通过Binder传回到客户端,客户端接收到返回数据的Parcel后,Binder会解析数据包中的内容并将原始结果返回给客户端,至此,整个Binder的工作过程就完成了。由此可见,Binder更像一个数据通道,Parcel对象就在这个通道中跨进程传输,至于双方如何通信,这并不负责,只需要双方按照约定好的规范去打包和解包数据即可。

为了更好地说明Binder,这里我们先手动实现了一个Binder。为了使得逻辑更清晰,这里简化一下,我们来模拟一个银行系统,这个银行提供的功能只有一个:即查询余额,只有传递一个int的id过来,银行就会将你的余额设置为id*10,满足下大家的发财梦。

  1. 先定义一个Binder接口
package com.ryg.design.manualbinder;

import android.os.IBinder;
import android.os.IInterface;
import android.os.RemoteException;

public interface IBank extends IInterface {

   static final String DESCRIPTOR = "com.ryg.design.manualbinder.IBank";

   static final int TRANSACTION_queryMoney = (IBinder.FIRST_CALL_TRANSACTION + 0);

   public long queryMoney(int uid) throws RemoteException;

}

2.创建一个Binder并实现这个上述接口

package com.ryg.design.manualbinder;

import android.os.Binder;
import android.os.IBinder;
import android.os.Parcel;
import android.os.RemoteException;

public class BankImpl extends Binder implements IBank {

    public BankImpl() {
        this.attachInterface(this, DESCRIPTOR);
    }

    public static IBank asInterface(IBinder obj) {
        if ((obj == null)) {
            return null;
        }
        android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR);
        if (((iin != null) && (iin instanceof IBank))) {
            return ((IBank) iin);
        }
        return new BankImpl.Proxy(obj);
    }

    @Override
    public IBinder asBinder() {
        return this;
    }

    @Override
    public boolean onTransact(int code, Parcel data, Parcel reply, int flags)
            throws RemoteException {
        switch (code) {
        case INTERFACE_TRANSACTION: {
            reply.writeString(DESCRIPTOR);
            return true;
        }
        case TRANSACTION_queryMoney: {
            data.enforceInterface(DESCRIPTOR);
            int uid = data.readInt();
            long result = this.queryMoney(uid);
            reply.writeNoException();
            reply.writeLong(result);
            return true;
        }
        }
        return super.onTransact(code, data, reply, flags);
    }

    @Override
    public long queryMoney(int uid) throws RemoteException {
        return uid * 10l;
    }

    private static class Proxy implements IBank {
        private IBinder mRemote;

        Proxy(IBinder remote) {
            mRemote = remote;
        }

        @Override
        public IBinder asBinder() {
            return mRemote;
        }

        public java.lang.String getInterfaceDescriptor() {
            return DESCRIPTOR;
        }

        @Override
        public long queryMoney(int uid) throws RemoteException {
            Parcel data = Parcel.obtain();
            Parcel reply = Parcel.obtain();
            long result;
            try {
                data.writeInterfaceToken(DESCRIPTOR);
                data.writeInt(uid);
                mRemote.transact(TRANSACTION_queryMoney, data, reply, 0);
                reply.readException();
                result = reply.readLong();
            } finally {
                reply.recycle();
                data.recycle();
            }
            return result;
        }

    }

}

ok,到此为止,我们的Binder就完成了,这里只要创建服务端和客户端,二者就能通过我们的Binder来通信了。这里就不做这个示例了,我们的目的是分析代理模式在Binder中的使用。

我们看上述Binder的实现中,有一个叫做“Proxy”的类,它的构造方法如下:

  Proxy(IBinder remote) {
      mRemote = remote;
  }

Proxy类接收一个IBinder参数,这个参数实际上就是服务端Service中的onBind方法返回的Binder对象在客户端重新打包后的结果,因为客户端无法直接通过这个打包的Binder和服务端通信,因此客户端必须借助Proxy类来和服务端通信,这里Proxy的作用就是代理的作用,客户端所有的请求全部通过Proxy来代理,具体工作流程为:Proxy接收到客户端的请求后,会将客户端的请求参数打包到Parcel对象中,然后将Parcel对象通过它内部持有的Ibinder对象传送到服务端,服务端接收数据、执行方法后返回结果给客户端的Proxy,Proxy解析数据后返回给客户端的真正调用者。很显然,上述所分析的就是典型的代理模式。至于Binder如何传输数据,这涉及到很底层的知识,这个很难搞懂,但是数据传输的核心思想是共享内存。

六、优缺点

优点

  • 给对象增加了本地化的扩展性,增加了存取操作控制

缺点

  • 会产生多余的代理类
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