设计模式---代理模式

简述

对客户端隐藏目标类,创建代理类拓展目标类,并且对于客户端隐藏功能拓展的细节,使得客户端可以像使用目标类一样使用代理类,面向代理(客户端只与代理类交互)。

话不多说,看一个优化案例。

优化案例

最初版v0

目前的功能是下载可以下载文件。

public class BiliBiliDownloader {
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        System.out.printf("正在下载BiliBili文件:%s%n", filePath);
        // 模拟文件下载,睡个10秒
        Thread.sleep(10000);
        return new byte[1024]; // 假装是下载文件的字节数组
    }
}

客户端调用代码,如下。

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        BiliBiliDownloader bilidownloader = new BiliBiliDownloader();
        bilidownloader.download("/root/buzuweiqi/java_manual.txt");
    }
}

下载工具类对客户端完全暴露,客户端可以直接使用下载类实现下载,这实际上是无可厚非的。
经过研究发现,这个下载类有一个问题:每次调用都肯定会下载新的文件,即便文件已经被下载过。

为了解决这个问题,开发团队经过商讨已经有了一个初步的方案。看一下代码样例。

修改版v1

团队决定使用传统的修改方式(直接修改BiliBiliDownloader),认为这样最为的直观。确实,代码量少且未来可以预期修改不频繁时,传统的修改方案也未尝不是一个好的选择。

public class BiliBiliDownloader {
    // 定义用来缓存数据的map对象
    private static Map<String, byte[]> map = new HashMap<>();
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        System.out.printf("正在下载BiliBili文件:%s%n", filePath);
        if (map.containsKey(filePath)) {
            return map.get(filePath);
        }
        // 模拟文件下载,睡个10秒
        Thread.sleep(10000);
        byte[] res = new byte[1024]; // 假装这是下载后的字节数组
        map.put(filePath, res); // 加入缓存
        return res;
    }
}

客户端调用代码,还是和原来一样。

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        BiliBiliDownloader downloader = new BiliBiliDownloader();
        downloader.download("/root/home/buzuweiqi/java_manual.txt");
        // 由于文件已经缓存,所以这次下载非常快
        downloader.download("/root/home/buzuweiqi/java_manual.txt");
        // 由于文件还未缓存,所以这次下载比较缓慢
        downloader.download("/root/home/buzuweiqi/linux_manual.txt");
    }
}

到目前为止好像都没有啥不妥的地方。直到有一天,客户提出了新的需求:虽然现在只可以下载bilibili的文件(视频,音频,文章等),以后还想要下载youtube的文件。

为了实现这个需求,以及方便以后同类的需求变更,是时候用上代理模式。

修改版v2

代理模式在使用的时候需要顶一个一个顶层接口,并且使得代理类和被代理类都实现这个接口。
代理类中需要持有非代理类的一个对象。并且在调用代理类的功能前后可以根据业务需要拓展新的功能。

public interface Downloader {
    byte[] download(String filePath) throws InterruptedException;
}

public class BiliBiliDownloader implements Downloader {
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        System.out.printf("正在下载BiliBili文件:%s%n", filePath);
        // 模拟文件下载,睡个10秒
        Thread.sleep(10000);
        return new byte[1024]; // 假装是下载文件的字节数组
    }
}

public class ProxyBiliBiliDownloader implements Downloader {
    private static Map<String, byte[]> map = new HashMap<>();
    private BiliBiliDownloader downloader = new BiliBiliDownloader();
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        if (map.containsKey(filePath)) {
            System.out.printf("正在下载BiliBili文件:%s%n", filePath);
            return map.get(filePath);
        }
        byte[] res = downloader.download(filePath);
        map.put(filePath, res);
        return res;
    }
}

public class YoutubeDownloader implements Downloader {
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        System.out.printf("正在下载Youtube文件:%s%n", filePath);
        // 模拟文件下载,睡个10秒
        Thread.sleep(10000);
        return new byte[1024]; // 假装是下载文件的字节数组
    }
}

public class ProxyYoutubeDownloader implements Downloader {
    private static Map<String, byte[]> map = new HashMap<>();
    private BiliBiliDownloader downloader = new BiliBiliDownloader();
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        if (map.containsKey(filePath)) {
            System.out.printf("正在下载Youtube文件:%s%n", filePath);
            return map.get(filePath);
        }
        byte[] res = downloader.download(filePath);
        map.put(filePath, res);
        return res;
    }
}

客户端的使用案例如下。

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
        Downloader downloader = new ProxyBiliBiliDownloader();
        downloader.download("/root/home/buzuweiqi/java_manual.txt");
        downloader = new ProxyYoutubeDownloader();
        downloader.download("/root/home/buzuweiqi/linux_manual.txt");
    }
}

客户端不再依赖目标类,而是转而依赖代理类。
代理模式使得增加相似需求时可以只增加一对实现类(目标类,代理类),而不用修改原本的类,符合开闭原则。

实际上通常我们会使用一个更为简单的方式控制代理对象的创建:反射。

修改版v3

高层接口,实现的目标类、代理类依旧不变。

public interface Downloader {
    byte[] download(String filePath) throws InterruptedException;
}

public class BiliBiliDownloader implements Downloader {
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        System.out.printf("正在下载BiliBili文件:%s%n", filePath);
        // 模拟文件下载,睡个10秒
        Thread.sleep(10000);
        return new byte[1024]; // 假装是下载文件的字节数组
    }
}

public class ProxyBiliBiliDownloader implements Downloader {
    private static Map<String, byte[]> map = new HashMap<>();
    private BiliBiliDownloader downloader = new BiliBiliDownloader();
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        if (map.containsKey(filePath)) {
            System.out.printf("正在下载BiliBili文件:%s%n", filePath);
            return map.get(filePath);
        }
        byte[] res = downloader.download(filePath);
        map.put(filePath, res);
        return res;
    }
}

public class YoutubeDownloader implements Downloader {
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        System.out.printf("正在下载Youtube文件:%s%n", filePath);
        // 模拟文件下载,睡个10秒
        Thread.sleep(10000);
        return new byte[1024]; // 假装是下载文件的字节数组
    }
}

public class ProxyYoutubeDownloader implements Downloader {
    private static Map<String, byte[]> map = new HashMap<>();
    private BiliBiliDownloader downloader = new BiliBiliDownloader();
    public byte[] download(String filePath) throws InterruptedException {
        if (map.containsKey(filePath)) {
            System.out.printf("正在下载Youtube文件:%s%n", filePath);
            return map.get(filePath);
        }
        byte[] res = downloader.download(filePath);
        map.put(filePath, res);
        return res;
    }
}

在客户端调用时,引入Java反射,通过反射创建具体的代理对象。
config.prop文件中定义PROXY_NAME变量并指定需要反射创建的类的完整路径

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Properties prop = new Properties();
        prop.load(new FileReader("src/resource/props/config.prop"));
        Downloader downloader = (Downloader) Class.forName(prop.getProperty("PROXY_NAME"))
                .getDeclaredConstructor().newInstance();
        downloader.download("/root/home/buzuweiqi/java_manual.txt");
        downloader = new ProxyYoutubeDownloader();
        downloader.download("/root/home/buzuweiqi/linux_manual.txt");
    }
}

通过Java反射机制,应对每次的需求变更,甚至都不需要修改客户端代码,只需要修改案例中的config.prop即可。减少了不必要的代码修改,提高了系统的可维护性。

总结

优点

  • 代理类与目标类的使用方式一致,这极大的降低了客户端调用的学习成本,易用性高。

  • 面向接口,无需在意实现的细节。

缺点

  • 类的数量倍增,系统复杂度增加。

适用场景

  • 当需要对于模块拓展,但又不方便打破客户端原有的调用规则时。客户端中对象的创建依旧需要修改,这没有什么好的办法。
  • 常用的代理模式使用方案
    • 缓冲代理(案例)
    • 远程代理
    • 虚拟代理

除此之外还有很多应用场景,代理模式是设计模式中使用非常广泛的一种。

posted @ 2022-11-06 19:18  spoonb  阅读(363)  评论(0编辑  收藏  举报