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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 |
