Java教程:Java設(shè)計模式之虛擬代理模式

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虛擬代理模式(Virtual Proxy)是一種節(jié)省內(nèi)存的技術(shù),它建議創(chuàng)建那些占用大量內(nèi)存或處理復(fù)雜的對象時,把創(chuàng)建這類對象推遲到使用它的時候。在特定的應(yīng)用中,不同部分的功能由不同的對象組成,應(yīng)用啟動的時候,不會立即使用所有的對象。在這種情況下,虛擬代理模式建議推遲對象的創(chuàng)建直到應(yīng)用程序需要它為止。對象被應(yīng)用第一次引用時創(chuàng)建并且同一個實例可以被重用。這種方法優(yōu)缺點并存。
    優(yōu)點:
    這種方法的優(yōu)點是,在應(yīng)用程序啟動時,由于不需要創(chuàng)建和裝載所有的對象,因此加速了應(yīng)用程序的啟動。
    缺點:
    因為不能保證特定的應(yīng)用程序?qū)ο蟊粍?chuàng)建,在訪問這個對象的任何地方,都需要檢測確認(rèn)它不是空(null)。也就是,這種檢測的時間消耗是的缺點。
    應(yīng)用虛擬代理模式,需要設(shè)計一個與真實對象具有相同接口的單獨對象(指虛擬代理)。不同的客戶對象可以在創(chuàng)建和使用真實對象地方用相應(yīng)的虛擬對象來代替。虛擬對象把真實對象的引用作為它的實例變量維護。代理對象不要自動創(chuàng)建真實對象,當(dāng)客戶需要真實對象的服務(wù)時,調(diào)用虛擬代理對象上的方法,并且檢測真實對象是否被創(chuàng)建。
    如果真實對象已經(jīng)創(chuàng)建,代理把調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)給真實對象,如果真實對象沒有被創(chuàng)建:
    1) 代理對象創(chuàng)建真實對象
    2) 代理對象把這個對象分配給引用變量。
    3) 代理把調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)給真實對象
    按照這種安排,驗證對象存在和轉(zhuǎn)發(fā)方法調(diào)用這些細(xì)節(jié)對于客戶是不可見的??蛻魧ο缶拖窈驼鎸崒ο笠粯优c代理對象進行交互。因此客戶從檢測真實對象是否為null中解脫出來,另外,由于創(chuàng)建代理對象在時間和處理復(fù)雜度上要少于創(chuàng)建真實對象。因此,在應(yīng)用程序啟動的時候,用代理對象代替真實對象初始化。
    例子:
    假設(shè)我們建立一個JAVA程序的集成開發(fā)環(huán)境(Integrated Development Environment),這個環(huán)境包括三個功能:編譯、運行、生成JavaDoc文檔。在新建和編輯Java程序時,最為常用的是編譯和運行。至于生成JavaDoc文檔對于每一個Java程序不是必需的。因此,在Java開發(fā)環(huán)境啟動時,不要創(chuàng)建和裝載實現(xiàn)集成開發(fā)環(huán)境全部功能的所有對象,僅創(chuàng)建那些在編輯、編譯、運行時用到的對象,保留提供生成JavaDoc文檔的對象,這是一個好的設(shè)計思想。這種對象創(chuàng)建策略能夠高效地利用內(nèi)存空間并且加快了集成開發(fā)環(huán)境的啟動速度。
    假設(shè)編譯、運行、生成JavaDoc文檔這些功能分別由三個工具類提供??Compiler、Runtime和JavaDoc。客戶對象可以訪問的不同IDE操作的接口以抽象類IDEOperation的形式定義。
    public abstract class IDEOperation {
    private Compiler cmp;
    private Runtime rtime;
    public void compile(String javaFile) {
    cmp.compile(javaFile);
    }
    public void run(String classFile) {
    rtime.run (classFile);
    }
    //to be delayed until needed.
    public abstract void generateDocs(String javaFile);
    public IDEOperation() {
    cmp = new Compiler();
    rtime = new Runtime();
    }
    }
    類IDEOperation提供了編譯、運行java程序方法的實現(xiàn),作為它構(gòu)造函數(shù)的一部分,考試,大提示IDEOperation創(chuàng)建和裝載了進行編譯和執(zhí)行操作的Compiler和Runtime對象。生成JavaDoc文檔的方法generateDocs方法被設(shè)計成抽象的方法,由它的子類來實現(xiàn)。
    讓我們定義抽象類IDEOperation的一個具體子類RealProcessor。作為RealProcessor構(gòu)造函數(shù)的一部分,創(chuàng)建JavaDoc對象來提供生成JavaDoc文檔的服務(wù),通過使用JavaDoc對象功能實現(xiàn)generateDocs方法。
    public class RealProcessor extends IDEOperation {
    JavaDoc jdoc;
    public RealProcessor() {
    super();
    jdoc = new JavaDoc();
    }
    public void generateDocs(String javaFile) {
    jdoc.generateDocs(javaFile);
    }
    }
    通過上面的實現(xiàn),RealProcessor類包含了編譯、運行和生成JavaDoc文檔的所有功能。像我們原來討論的,生成JavaDoc文檔的功能不是每一個Java程序所必須的,當(dāng)RealProcessor實例化的時候,包括負(fù)責(zé)生成JavaDoc文檔的JavaDoc對象的一系列對象被創(chuàng)建。推遲創(chuàng)建JavaDoc對象有以下優(yōu)點:
    1) 加速了RealProcessor對象的創(chuàng)建時間,因為它的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建的很少的對象。
    2) 高效地利用內(nèi)存,因為在不需要對象服務(wù)的時候,不需要把對象保持在內(nèi)存中。
    在不改變RealProcessor實現(xiàn)的前提下,可以通過定義IDEOperation的另外一個子類ProxyProcessor來實現(xiàn)虛擬代理。因為RealProcessor和ProxyProcessor共享相同的接口,客戶對象可以用ProxyProcesso