意圖（Intent）#

為另一個物件提供代理或佔位符（placeholder），以控制對該物件的存取。

別名（Also Known As）#

Surrogate

動機（Motivation）#

控制物件存取的原因之一，是延遲建立和初始化的完整成本，直到真正需要使用時才付出。考慮一個文件編輯器可以在文件中嵌入圖形物件。大型的點陣圖影像建立成本高昂，但開啟文件應該要快速，而且並非所有影像同時可見，不需要一次建立所有昂貴物件。

解決方案是使用一個 image proxy 來代替真正的影像。Proxy 的行為就像影像一樣，在真正需要顯示時才建立實際影像。Proxy 儲存影像的檔名作為引用，也儲存影像的尺寸（extent），使得排版器可以在不實例化影像的情況下取得尺寸資訊。

Proxy 的核心原則：在不改變介面的前提下控制對物件的存取。Proxy 提供與真實物件相同的介面，客戶端無法區分它們，但 Proxy 可以在存取真實物件之前或之後執行額外的控制邏輯。

適用場景（Applicability）#

Proxy 適用於需要比簡單指標更通用或精密的物件引用時。常見的幾種類型：

結構（Structure）#

Proxy 持有對 RealSubject 的引用（或可在需要時建立），提供與 Subject 相同的介面，讓 Proxy 可以替代 RealSubject。客戶端透過 Subject 介面操作，不知道是否在使用 Proxy。

classDiagram
    class Subject {
        <<interface>>
        +Request()
    }
    class RealSubject {
        +Request()
    }
    class Proxy {
        -realSubject
        +Request()
    }
    Subject <|.. RealSubject
    Subject <|.. Proxy
    Proxy o--> RealSubject
    Client --> Subject

參與者（Participants）#

協作方式（Collaborations）#

• Proxy 在適當時機將請求轉發給 RealSubject，具體行為取決於 Proxy 的種類

優缺點（Consequences）#

Proxy 模式在存取物件時引入一層間接層，這層間接層有多種用途：

• Remote proxy 隱藏物件位於不同位址空間的事實
• Virtual proxy 可以執行最佳化，例如依需求建立物件
• Protection proxy 和 smart reference 允許在物件被存取時執行額外的管理工作

另一項 Proxy 可隱藏的最佳化是 copy-on-write：複製大型複雜物件成本很高，若副本從未被修改，就不需要真正複製。Proxy 延遲複製操作，只在物件被修改時才真正複製。實作需要搭配 reference counting——複製 proxy 只增加引用計數，修改時才真正複製並減少原物件的引用計數。

Copy-on-write 是 Virtual Proxy 的一種特殊應用。對於需要頻繁複製但很少修改的重量級物件，這種技巧可以大幅降低複製成本。

實作要點（Implementation）#

• C++ 成員存取運算子重載：重載 operator-> 可以在物件被解引用時執行額外工作，適合實作某些 proxy（如自動載入）。但此方法無法區分不同的操作——若需要根據呼叫的具體操作決定行為（如 virtual proxy 只在 Draw 被呼叫時載入），就必須手動實作每個轉發操作
• Smalltalk 的 doesNotUnderstand:：可攔截所有未定義的訊息並轉發給真實主題，實現通用的 proxy。也可用來實作 protection proxy——檢查訊息是否在允許清單中
• Proxy 不一定要知道 RealSubject 的具體型別：若 Proxy 可以僅透過抽象介面操作主題，就不需要為每個 RealSubject 類別建立對應的 Proxy 類別
• 如何在實例化前引用主題：某些 proxy 需要在主題存在於磁碟或記憶體之前就能引用它，需要某種位址空間無關的物件識別符（如檔案名稱）

已知應用（Known Uses）#

• ET++：文字建構區塊類別中的 virtual proxy
• NEXTSTEP：NXProxy 作為遠端物件的本地代表，負責編碼/解碼訊息及其參數
• Smalltalk：McCullough 討論了存取遠端物件的 proxy；Pascoe 描述了用「Encapsulator」提供方法呼叫的副作用和存取控制

相關模式（Related Patterns）#

• Adapter：Adapter 提供不同的介面；Proxy 提供與主題相同的介面（但 protection proxy 可能拒絕某些操作，使有效介面成為主題的子集）
• Decorator：Decorator 為物件增加職責；Proxy 控制對物件的存取。兩者的實作可能相似——protection proxy 的實作可能與 Decorator 完全一樣。但 remote proxy 不包含對真實主題的直接引用（而是 host ID 和本地位址），virtual proxy 一開始只有間接引用（如檔案名稱），最終才取得並使用直接引用