Шаблон Proxy в Python

Что это такое

Паттерн Заместитель (Proxy) ставит перед реальным объектом замену с тем же интерфейсом. Вызывающий код обращается к заместителю так, будто это настоящий объект; заместитель сам решает, когда и как привлекать оригинал.

Типичные задачи заместителя: кэширование ответов, проверка доступа, отложенное создание дорогих объектов, подсчёт вызовов.

Пример: кэширующий заместитель

Настоящий сервис погоды работает медленно. Заместитель отвечает на повторные вопросы из своего кэша и обращается к сервису только за новыми — оба класса соответствуют одному и тому же протоколу Weather, поэтому вызывающий код не может их различить.

Замена, которая запоминает

Первый вопрос о Paris доходит до удалённого сервиса; на второй отвечает кэш — строка «обращение к удалённому сервису» выводится только один раз.

Напишите программу на Python с кэширующим Заместителем (Proxy): протокол Weather (метод forecast), класс WeatherService, который выводит сообщение, когда обращается к удалённому сервису, и заместитель CachedWeather, который хранит ответы в словаре и отвечает на повторные запросы из кэша. Запросите один и тот же город дважды и выведите оба ответа.

> Вывод: полная программа на Python

Prompt

Напишите программу на Python с кэширующим Заместителем (Proxy): протокол Weather (метод forecast), класс WeatherService, который выводит сообщение, когда обращается к удалённому сервису, и заместитель CachedWeather, который хранит ответы в словаре и отвечает на повторные запросы из кэша. Запросите один и тот же город дважды и выведите оба ответа.

Вывод: полная программа на Python

from typing import Protocol

class Weather(Protocol):
  def forecast(self, city: str) -> str: ...

# Настоящий сервис медленный и дорогой.
class WeatherService:
  def forecast(self, city: str) -> str:
    print("  (обращение к удалённому сервису...)")
    return "солнечно, город " + city

# Заместитель стоит перед сервисом и кэширует ответы.
class CachedWeather:
  def __init__(self) -> None:
    self.service = WeatherService()
    self.cache: dict[str, str] = {}

  def forecast(self, city: str) -> str:
    cached = self.cache.get(city)
    if cached is not None:
      return cached + " (из кэша)"
    answer = self.service.forecast(city)
    self.cache[city] = answer
    return answer

w = CachedWeather()

print(w.forecast("Paris"))
print(w.forecast("Paris"))

Когда использовать

Используйте его, чтобы добавить кэширование, контроль доступа, ленивость или учёт перед тем, что вы не можете или не должны менять, — особенно перед удалёнными или дорогими ресурсами.

Не используйте его, если объект ваш и поведение должно находиться внутри него. Заместитель нужен для управления доступом; декоратор — для добавления поведения слоями. Выбирайте то, что соответствует цели.

Плюсы и минусы

Плюсы: вызывающий код вообще не нужно менять; дорогая работа пропускается или контролируется в одном месте.

Минусы: скрытое поведение — вызывающий код может получить ответ из кэша, не зная об этом; устаревший кэш и неожиданные отказы приходится отлаживать за невинно выглядящим интерфейсом.