简介
代理模式和装饰者模式是两种常见的设计模式。代理模式是为其它对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。在某些情况下,一个对象不适合或者不能直接引用另一个对象,而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。装饰模式指的是在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰者来包裹真实的对象。
因为这两种模式比较相似,所以把它们放在一起做个比较与总结。
代理模式
代理模式包含代理对象和被代理对象,类图如下:
代理对象 Proxy
和被代理对象 RealSubject
都继承了 Subject
接口。客户端调用 Proxy
的方法,而 Proxy
则把具体操作委托给 RealSubject
执行。下面是代码实现:
interface Subject {
void doAction();
}
class RealSubject implements Subject {
@Override
public void doAction() {
System.out.println("RealSubject#doAction");
}
}
class Proxy implements Subject {
private Subject subject;
public Proxy(Subject subject) {
this.subject = subject;
}
@Override
public void doAction() {
subject.doAction();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Subject realSubject = new RealSubject();
Subject proxy = new Proxy(realSubject);
proxy.doAction();
}
}
输出:RealSubject#doAction
在 Client 中,首先创建了一个 realSubject
对象,然后创建一个代理对象 proxy
并且把 realSubject
对象通过构造器传入进去。最后调用代理对象的 doAction
,实际执行的是 realSubject
的对应方法。这里通过构造函数的参数将被代理对象传入到代理中,也可以通过其它方式,如提供一个 setSubject
方法。
上面的代理模式,代理对象和被代理对象需要实现相同的接口,所以如果要代理其它接口的对象需要写一个新的代理类。Java 提供了动态代理的功能,可以简化我们的代码。
动态代理
动态代理可以在运行期生成所需要的代理对象,看下面的代码:
class DynamicProxy implements InvocationHandler {
// 被代理对象的引用
private Object obj;
public DynamicProxy(Object obj) {
this.obj = obj;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
Object result = method.invoke(obj, args);
return result;
}
}
类 DynamicProxy
实现了 InvocationHandler
接口,这个接口中有一个 invoke
方法,被代理的对象的任何方法都是在 invoke
中调用。下面是 Client 的代码:
public class TestDelegate {
public static void main(String[] args) {
Subject realSubject = new RealSubject();
DynamicProxy dynamicProxy = new DynamicProxy(realSubject);
ClassLoader loader = realSubject.getClass().getClassLoader();
Subject proxy = (Subject) Proxy.newProxyInstance(loader, new Class[]{Subject.class}, dynamicProxy);
proxy.doAction();
}
}
输出:RealSubject#doAction
首先依然是先创建一个需要被代理的对象 realSubject
,然后把它传入到 DynamicProxy
的构造函数中。这个 dynamicProxy
还不是我们需要的代理,毕竟它没有实现 Subject
接口。下面通过 Proxy.newProxyInstance
创建了一个 Subject
对象,也就是最终的代理对象。
通过动态代理,创建一个实现了 InvocationHandler
接口的 DynamicProxy
类,通过这个类可以在运行期为各种对象创建对应的代理,比静态代理方便了很多。
装饰者模式
装饰者模式是为了给已有的对象增加一些逻辑,但是不改变已有对象的代码,下面是类图:
从上图可以看出,装饰者 Decorator
与需要被装饰的对象 ContcreteComponent
实现了相同的接口。具体怎么装饰则由 Decorator
的子类 ConcreteDecorator
决定。
Java 中使用装饰者模式的一个典型的例子是 I/O 对象的创建,比如创建一个 BufferedInputStream
时:
InputStream in = ...
InputStream input = new BufferedInputStream(in);
BufferedInputStream
继承于 FilterInputStream
,这个 FilterInputStream
相当于装饰者模式中的 Decorator
,它继承了 InputStream
接口。BufferedInputStream
则是一个具体的装饰类,其它还有 DataInputStream
以及 ByteArrayInputStream
等。而传给 BufferedInputstream
的对象 in
则是需要被装饰者。装饰者对被装饰者进行了功能的扩展,但是又不需要修改被装饰者的相应代码,符合“开闭原则”,即对于修改是封闭的,对于扩展则是开放的。
如果是为了给某个类提供更多的功能,继承是一种方案。但是,如果我们的功能有很多种组合,那么为每种组合编写一个继承的类可能需要创建太多的子类。而装饰者模式则可以解决这个问题,只需要为每个功能编写一个装饰类,在运行时组合不同的对象即可实现所需的功能组合。
总结
代理模式和装饰者模式有着很多的应用,这两者具有一定的相似性,都是通过一个新的对象封装原有的对象。二者之间的差异在于代理模式是为了实现对象的控制,可能被代理的对象难以直接获得或者是不想暴露给客户端,而装饰者模式是继承的一种替代方案,在避免创建过多子类的情况下为被装饰者提供更多的功能。