结构型设计模式之代理, 享元, 门面, 桥接

1:代理模式(Proxy)

情景:一个客户不想或者不能够直接引用一个对象,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。

给某一个对象提供一个代理对象,并由代理对象控制对原对象的引用。

静态代理

可以做到在不修改目标对象的功能前提下,对目标对象调用,以及对目标功能扩展。

缺点:因为代理对象需要与目标对象实现一样的接口,所以会有很多代理类,类太多或者接口增加方法,目标对象与代理对象都要维护, 那么就有了动态代理。

Android 静态代理实例

插件化框架 dynamic-load-apk的核心思想可以总结为两个字:代理。通过在 Manifest 中注册代理组件Activity或者Service等,当启动插件组件时首先启动一个代理组件,然后通过这个代理组件来构建、启动插件组件对应的方法就OK了。

参考 :
Android 插件化框架 DynamicLoadApk 源码解析

动态代理

代理对象,不需要实现接口,利用API的java.lang.reflect.Proxy类中方法newProxyInstances反射调用目标对象的方法,但是目标对象一定要实现接口,否则不能用动态代理。

代理对象

public class ProxyFactory {
  
  private Object target;

  public ProxyFactory(Object target) {
      this.target = target;
  }

  public Object getProxyInstance(){

      return Proxy.newProxyInstance(
                target.getClass().getClassLoader()
              , target.getClass().getInterfaces()
              , new InvocationHandler() {
                  @Override
                  public Object invoke(Object o, Method method, Object[] objects) throws Throwable {

                      System.out.println("开始事务2");

                      //执行目标对象方法
                      Object returnValue = method.invoke(target, objects);

                      return returnValue;
                  }
              });
  }
}

客户实现

public class client {

    public static void main(String[] args){

        // 目标对象
        AbstractObject abstractObject = new RealObject();

        // 【原始的类型 class com.decoration.lib.proxy.sample2.RealObject】
        System.out.println(abstractObject.getClass());

        // 给目标对象,创建代理对象
        AbstractObject proxyObject = (AbstractObject) new ProxyFactory(abstractObject).getProxyInstance();

        // 【 class com.sun.proxy.$Proxy0 】 内存中动态生成的代理对象
        System.out.println(proxyObject.getClass());

        // 执行方法   【代理对象】
        proxyObject.operation();

    }
}

参考:
《Java的三种代理模式》
《Java设计模式——代理模式实现及原理》

2: 享元模式(Flyweight)

主要作用就是复用大对象(重量级对象),以节省内存空间和对象创建时间。

顾名思义:共享元对象。如果在一个系统中存在多个相同的对象,那么只需要共享一份对象的拷贝,而不必为每一次使用创建新的对象。

public class FlyweightFactory {
    private Map<Character,Flyweight> files = new HashMap<Character,Flyweight>();
    
    public Flyweight factory(Character state){
        //先从缓存中查找对象
        Flyweight fly = files.get(state);
        if(fly == null){
            //如果对象不存在则创建一个新的Flyweight对象
            fly = new ConcreteFlyweight(state);
            //把这个新的Flyweight对象添加到缓存中
            files.put(state, fly);
        }
        return fly;
    }
}

优点:大幅度地降低内存中对象的数量,节省内存空间。
缺点:使得系统更加复杂。为了使对象可以共享,需要将一些状态外部化,这使得程序的逻辑复杂化。将享元对象的状态外部化,而读取外部状态使得运行时间稍微变长。

应用场景:
1:享元模式由于其共享的特征,可以在任何“池”中操作,比如:线程池,数据库连接池。
2:String类的设计也是享元模式(String对象是final类型,对象一旦创建就不可改变)

参考:
java设计模式---享元模式
《JAVA与模式》之享元模式
《Android源码设计模式》--享元模式

3: 门面模式(外观模式)

设立一个门面对象,使客户访问门面就可以了,不需要单独调用里面不同的子系统模块

初学者往往以为通过继承一个门面类便可在子系统中加入新的行为,这是错误的。门面模式的用意是为子系统提供一个集中化和简化的沟通管道,而不能向子系统加入新的行为。

缺点:不符合开闭原则,如果要改东西很麻烦,继承重写都不合适。

参考: 《JAVA与模式》之门面模式

4:桥接模式(桥梁Bridge)

主要应对:由于实际的需要,某个类具有两个或两个以上的维度变化,如果只是用继承将无法实现这种需要,或者使得设计变得相当臃肿。

把抽象(abstraction)与行为实现(implementation)分离开来,从而可以保持各部分的独立性以及应对它们的功能扩展。

下面的AbstractComputer类就是桥接类,AbstractComputer的具体实现是一个维度,其中的CpuAbility又是一个维度,通过桥接类连接了两个维度。

public abstract class AbstractComputer{    
     CpuAbility cpuAbility;    
     public AbstractComputer(CpuAbility cpuAbility){
         this.cpuAbility=cpuAbility;
         
     }   
     public abstract void checkPcAbility();  
 } 

参考: 《JAVA与模式》之桥接模式

另外:
其中对象的适配器模式是结构型各种模式的起源:

image.png

参考: Java之美[从菜鸟到高手演变]之设计模式二

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