다른 객체들에 대한 접근을 제어하기 위한 대리 객체(Proxy)를 사용한다.
Motivation
사용자가 원격 서버의 대형 이미지를 로드하고 화면에 표시하는 애플리케이션을 개발한다고 하자. 이때 이미지 로딩이 느려 앱의 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
프록시 패턴을 사용하면 실제 이미지를 즉시 로드하지 않고 가짜(Proxy) 객체를 먼저 생성한다. 이후 사용자가 이미지를 요청할 때 실제 객체를 로드하여 성능을 최적화한다.
Applicability
- 원격지 프록시(remote proxy) 는 서로 다른 주소 공간에 존재하는 객체를 가리키는 대표 객체로, 로컬 환경에 위치한다.
- 가상 프록시(virtual proxy) 는 요청이 있을 때만 필요한 고비용 객체를 생성한다.
- 보호용 프록시(protection proxy) 는 원래 객체에 대한 실제 접근을 제어한다. 이는 객체별로 접근 제어 권한이 다를 때 유용하게 사용할 수 있다.
- 스마트 참조자(smart reference) 는 원시 포인터의 대체용 객체로, 실제 객체에 대한 접근이 일어날 때 추가적인 행동을 수행한다.
Structure
프로그램 실행 중 프록시 구조를 객체 다이어그램으로 나타내면 다음과 같다.
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Proxy: 실제 참조할 대상에 대한 참조자를 관리한다.RealSubject와Subject인터페이스가 동일하다면 프록시는Subject에 대한 참조자를 갖는다.Subject와 동일한 인터페이스를 제공하여 실제 대상을 대체할 수 있어야 한다. 실제 대상에 대한 접근을 제어하고 실제 대상의 생성과 삭제를 책임진다.Proxy의 종류에 따라 다음을 수행한다.- 원격지 프록시는 요청 메시지와 인자를 인코딩하여 이를 다른 주소 공간에 있는 실제 대상에게 전달한다.
- 가상 프록시는 실제 대상에 대한 추가적인 정보를 보유하여 실제 접근을 지연할 수 있도록 한다.
- 보호용 프록시는 요청한 대상이 실제 요청할 수 있는 권한이 있는지 확인한다.
-
Subject:RealSubject와Proxy에 공통적인 인터페이스를 정의하여,RealSubject가 요청되는 곳에Proxy를 사용할 수 있게 한다. -
RealSubject: 프록시가 대표하는 실제 객체이다.
Collaborations
- 프록시 클래스는 자신이 받은 요청을
RealSubject객체에 전달한다.
Consequences
- 원격지 프록시는 객체가 다른 주소 공간에 존재한다는 사실을 숨길 수 있다.
- 가상 프록시는 요구에 따라 객체를 생성하는 등 처리를 최적화할 수 있다.
- 보호용 프록시 및 스마트 참조자는 객체가 접근할 때마다 추가 관리를 책임진다. 객체를 생성할 것인지 삭제할 것인지를 관리한다.
Implmentation
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C++에서는 멤버 접근 연산자를 오버로드한다.
operator->이 연산자 오버로딩을 사용하면 포인터를 통해 해당 객체에 접근할 때마다 추가적인 행동을 수행할 수 있다. 프록시가 단순 포인터 역할만 할 때는 이 방식이 유용하다. -
Proxy가 항상 자신이 상대할 실제 대상을 알 필요는 없다.
Proxy클래스는RealSubject와 동일한 인터페이스를 구현하므로, 클라이언트는RealSubject인지Proxy인지 구별할 필요 없이 동일한 방식으로 사용할 수 있다. 그러나 프록시가 실제 객체의 인스턴스를 생성해야 하는 순간이 되면 어떤 클래스를 인스턴스화해야 하는지 알고 있어야 한다.
Sample Code
Virtual Proxy
Graphic 클래스는 그래픽 객체에 대한 인터페이스를 정의한다.
class Graphic {
public:
virtual ~Graphic();
virtual void Draw(const Point& at) = 0;
virtual void HandleMouse(Event& event) = 0;
virtual const Point& GetExtent() = 0;
virtual void Load(istream& from) = 0;
virtual void Save(ostream& to) = 0;
protected:
Graphic();
};
Image는 Graphic 인터페이스를 구현하여 이미지 파일을 출력한다. Image는 HandleMouse() 연산을 재정의하여 사용자들이 이미지 크기를 대화식 환경에서 재조정할 수 있다.
class Image : public Graphic {
public:
Image(constchar*file); // loads image from a file
virtual ~Image();
virtual void Draw(const Point& at);
virtual void HandleMouse(Event& event);
virtual const Points GetExtent();
virtual void Load(istream& from);
virtual void Save(ostream& to);
private:
// ...
};
ImageProxy는 Image와 같은 인터페이스를 갖는다.
class ImageProxy : public Graphic {
public:
ImageProxy(const char* imageFile);
virtual ~ImageProxy();
virtual void Draw(const Point& at);
virtual void HandleMouse(Event& event);
virtual const Point& GetExtent();
virtual void Load(istream& from);
virtual void Save(ostream& to);
protected:
Image* GetImage();
private:
Image* _image;
Point _extent;
char* _fileName;
};
생성자는 이미지를 저장한 파일의 이름을 저장해 놓고 _extent 및 _image를 초기화한다.
ImageProxy::ImageProxy(const char* fileName) {
_fileName = strdup(fileName);
_extent = Point::Zero; // don't know extent yet
_image = 0;
}
Image* ImageProxy::GetImage() {
if (_image == 0) {
_image = new Image(_fileName);
}
return _image;
}
GetExtent()에 대한 구현은 가능하면 자신이 갖고 있는 크기 정보를 제공하고, 그렇지 않으면 파일에서 이미지를 읽어온다. Draw() 연산은 이미지를 읽어오고, HandleMouse() 연산은 이벤트를 이미지에 전달하는 역할을 한다.
const Point& ImageProxy::GetExtent() {
if (_extent == Point::Zero) {
_extent = GetImage()->GetExtent();
}
return _extent;
}
void ImageProxy::Draw(const Point& at) {
GetImage()->Draw(at);
}
void ImageProxy::HandleMouse(Event& event) {
GetImage()->HandleMouse(event);
}
Save() 연산은 자신이 갖고 있는 정보와 이미지 파일 이름을 스트림에 저장한다. Load()는 이 정보를 검색해 해당 멤버 데이터를 초기화한다.
void ImageProxy::Save(ostream& to) {
to << _extent << _fileName;
}
void ImageProxy::Load(istream& from) {
from >> _extent >> _fileName;
}
다음과 같이 크기 정보만을 미리 로드한 후, Draw()가 호출되면 실제 Image 객체가 그려지게 된다.
ImageProxy* proxy = new ImageProxy("image.jpg");
Point size = proxy->GetExtent(); // (파일을 읽지 않고 크기 정보만 반환)
proxy->Draw(Point(10, 10)); // 이 시점에서 Image 객체가 동적으로 생성됨