Java设计模式之代理模式篇(1)

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Java设计模式之代理模式篇(1)
作者:冯睿    本文选自:赛迪网  2003年03月11日
在软件工程中,代理模式(Proxy Pattern)在很多情况下都非常有用。例如在Java XML保重,开发人员可以利用代理来访问Web服务。例1中演示了经典的Hello World Web服务的例子:

例1 一个SOAP代理的例子

public class HelloClient { public static void main(String[] args) { try { HelloIF_Stub proxy = (HelloIF_Stub)(new HelloWorldImpl().getHelloIF()); proxy._setTargetEndpoint(args[0]); System.out.println(proxy.sayHello("Hello World!")); } catch (Exception ex) { ex.printStackTrace(); } } }

在例一中,客户端首先获得对代理的引用,然后利用命令行参数设定代理的端点(即Web服务的URL地址),接下来调用代理的sayHello()方法,代理再将方法调用传递给相应的Web服务。

代理模式和修饰模式(Decorator Pattern)有一定的相似之处。两个模式又使用了代理将方法调用传递给另一个对象,该对象被称为真实对象(Real Subject)。代理模式和修饰模式的不同之处在于:在代理模式中,代理和真实对象之间的关系在程序被编译的时候就确定下来了,而修饰模式则是在运行时递归地创建。

本文首先提供一个ImageIcon的例子来说明代理模式,然后会探讨一下JDK是如何支持代理模式的。

代理模式

代理模式通过使用代理来替代实际的对象,使程序能够控制对该对象的访问。下面是一个ImageIcon的例子。

例2 ImageIcon的例子

import java.awt.*; import java.awt.event.*; import javax.swing.*; public class IconTest extends JFrame { private static String IMAGE_NAME = "hands.jpg"; private static int FRAME_X = 150, FRAME_Y = 200, FRAME_WIDTH = 430, FRAME_HEIGHT = 392; private Icon imageIcon = null, imageIconProxy = null; static public void main(String args[]) { IconTest app = new IconTest(); app.show(); } public IconTest() { super("ImageIcon测试"); imageIcon = new ImageIcon(IMAGE_NAME); setBounds(FRAME_X, FRAME_Y, FRAME_WIDTH, FRAME_HEIGHT); setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); } public void paint(Graphics g) { super.paint(g); Insets insets = getInsets(); imageIcon.paintIcon(this, g, insets.left, insets.top); } }



图1 ImageIcon测试

在上面的例子中程序创建了一个javax.swing.ImageIcon对象,并且重载了paint()方法来显示图标。例二中的代码有一些缺陷,在程序中开发人员只能够使用比较小的图片。因为创建一个图形会耗费很多系统资源,而ImageIcon的实例是在初始化时就创建包含在其中的图形对象。如果程序需要在较短的时间内显示很多比较大的图形对象,系统就有可能处理不过来。同时如果应用程序没有使用到这些图形,在前台创建这些图形对于系统资源来说也是一种浪费。

一个更好的解决方案是在需要显示图形的时候再加载图形。为了达到这个目的,可以通过利用代理来实现。当代理的paintIcon()方法第一次被调用时,程序才创建图形。图二中显示了一个既包含ImageIcon(左)又包含ImageIcon代理(右)的例子。在图二中上面一幅图中显示了程序刚加载时的情形。由于ImageIcon对象在初始化的时候就需要加载图形,因此当窗口出现时图片就显示在窗口的左边。而ImageIcon代理中的图片要到第一次被绘制时才会被调用。图二中下面一幅图显示了两幅图片都被加载后的情景。





图2 ImageIcon和ImageIcon代理

例3 ImageIcon对象和ImageIcon代理

import java.awt.*; import java.awt.event.*; import javax.swing.*; public class ProxyTest extends JFrame { private static String IMAGE_NAME = "hands.jpg"; private static int IMAGE_WIDTH = 430, IMAGE_HEIGHT = 390, SPACING = 5, FRAME_X = 150, FRAME_Y = 200, FRAME_WIDTH = 880, FRAME_HEIGHT = 394; private Icon imageIcon = null, imageIconProxy = null; static public void main(String args[]) { ProxyTest app = new ProxyTest(); app.show(); } public ProxyTest() { super("ImageIcon代理测试"); // 生成ImageIcon和ImageIcon代理的实例 imageIcon = new ImageIcon(IMAGE_NAME); imageIconProxy = new ImageIconProxy(IMAGE_NAME, IMAGE_WIDTH, IMAGE_HEIGHT); // 设定边框和缺省的退出操作 setBounds(FRAME_X, FRAME_Y, FRAME_WIDTH, FRAME_HEIGHT); setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); } public void paint(Graphics g) { super.paint(g); Insets insets = getInsets(); imageIcon.paintIcon(this, g, insets.left, insets.top); imageIconProxy.paintIcon(this, g, insets.left + IMAGE_WIDTH + SPACING, // 宽 insets.top); // 高 } }

从上面的代码我们可以注意到在ProxyTest的构造函数中创建了一个ImageIcon对象和一个ImageIconProxy对象,并且重写了基类的paint()方法。在讨论代理类的实现代码之前,让我们先来看一下ImageIcon的类结构图:



图3 ImageIcon的类结构图

从类结构图中可以看到,javax.swing.Icon接口中定义了三个最基本的方法:paintIcon(),getIconWidth()和getIconHeight()。ImageIcon类实现了Icon接口并且增加了一些方法。同时ImageIcon中也保存了对包含在其中的图形对象的引用以及描述。

ImageIcon代理类也实现了Icon接口,同时保存了对真实对象――ImageIcon的引用。图四显示了ImageIconProxy的类结构图。



图4 ImageIconProxy的类结构图

下面是ImageIconProxy的实现代码:

例4 ImageIcon代理

// ImageIconProxy是ImageIcon对象的代理,它将图形的显示延迟到图形第一次被 // 绘制的时候。当图形还没有被绘制以前,该代理在界面上显示"加载图片…"的信息 class ImageIconProxy implements javax.swing.Icon { private Icon realIcon = null; boolean isIconCreated = false; private String imageName; private int width, height; public ImageIconProxy(String imageName, int width, int height){ this.imageName = imageName; this.width = width; this.height = height; } public int getIconHeight() { return isIconCreated ? height : realIcon.getIconHeight(); } public int getIconWidth() { return isIconCreated realIcon == null ? width : realIcon.getIconWidth(); } // 代理的paint()方法覆盖了积累中的该方法。注意代理直到在需要显示图形时才加 // 载了图形。 public void paintIcon(final Component c, Graphics g, int x, int y) { if(isIconCreated) { realIcon.paintIcon(c, g, x, y); } else { g.drawRect(x, y, width-1, height-1); g.drawString("加载图片...", x+20, y+20); // ImageIcon对象实在另一个线程中被创建的 synchronized(this) { SwingUtilities.invokeLater(new Runnable() { public void run() { try { // 为了使ImageIcon对象和ImageIcon代理之间的差别 // 更加显著,该线程休眠2秒 Thread.currentThread().sleep(2000); realIcon = new ImageIcon(imageName); isIconCreated = true; } catch(InterruptedException ex) { ex.printStackTrace(); } // 当创建了ImageIcon对象后调用repaint()方法重绘图形 c.repaint(); } }); } } } }

ImageIconProxy通过realIcon保存了对一个对图形的引用。当第一次对代理进行绘制时,ImageIcon对象在一个独立的线程中被创建,然后图形被加载,并通过repaint()方法绘制。图五通过时序图说明了这些事件之间的关系。



图5 ImageIcon代理的时序图

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