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
