GarveyCalvin

前言

设计模式是一种高级编程技巧,也是一种通用的解决方案。它能在不同的应用场景中使用,它可以提高代码的可读性、可复用性和可维护性。设计模式的学习能提高我们的编程能力以及代码质量,同时也能提高我们的开发效率,减少代码的维护成本。

掌握设计模式对于开发软件而言是非常重要的,熟练地应用设计模式能让我们更加自信地去编写程序,另一方面,这也对我们的面试至关重要,这可是妥妥的加分项呢。所以为了我们的代码质量和未来发展而言,我们都要对设计模式有一定的了解和应用。

设计模式有23种,在一篇文章中全部讲完肯定是不可能的,这篇文章会先介绍 代理模式(Proxy Pattern),本文的代码示例用的是 Swift 语言编写。

代理模式(Proxy Pattern)

代理模式(Proxy Pattern)是一种结构型设计模式,结构型模式描述如何将类或对象按某种布局组成更大的结构。它允许你提供一个代理对象来控制对另一个对象的访问。代理对象拥有与实际对象相同的接口,因此它可以被用来代替实际对象。

代理对象可以在调用实际对象之前或之后执行一些额外的操作,例如记录日志、缓存数据、控制访问权限等。这种模式通常被用于远程代理、虚拟代理(Virtual Proxy)、保护代理和延迟加载等应用场景。

代理模式:为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
最 初 的 定 义 出 现 于 《设 计 模 式 》 ( A d d i s o n - W e s l e y , 1 9 9 4 ) 。

代码示例

代理模式(Proxy Pattern)通用类图

  • Subject 主题接口,定义了真实主题和代理主题的公共接口,客户端可以通过主题接口来访问真实主题或者代理主题。
  • RealSubject 真实主题,实现了主题接口,定义了真正的业务逻辑。
  • Proxy 代理主题,也实现了主题接口,同时还持有了一个真实主题的引用,客户端通过代理主题来访问真实主题,代理主题可以对访问进行控制。

以下是通用代码:

protocol Subject {
    func request()
}

class RealSubject: Subject {
    func request() {
        print("RealSubject handling request")
    }
}

class Proxy: Subject {
    private let realSubject = RealSubject()

    func request() {
        print("Proxy handling request")
        realSubject.request()
    }
}

客户端调用代码:

let subject = Proxy()
subject.request()

伪代码(老默,我想吃鱼了)

突然想到了一个很有趣的例子,比如说我现在想吃鱼,那吃鱼得先去菜市场把鱼买回来吧,一般来说都是自己去菜市场里买鱼。但是我现在只想吃鱼而不想亲自去买鱼,那我就和代理人说一声,说我想吃鱼了,代理人就会代替我去菜市场把鱼带回来给我,亦或者是代理人找的别人去买也是可以的。伪代码如下所示:

protocol 主题接口 {
    func 去买鱼()
}

class 老默: 主题接口 {
    func 去买鱼() {
        print("把鱼买回来了")
    }
}

class 代理人: 主题接口 {
    private let 我是老默 = 老默()

    func 去买鱼() {
        我是老默.去买鱼()
    }
}

客户端调用的伪代码如下所示:

let 我是一个代理 = 代理类()
我是一个代理.去买鱼()

每次想吃鱼我们就找到代理人,由它来安排,至于谁去我也不在乎。

虚拟代理(Virtual Proxy)

我们拿虚拟代理(Virtual Proxy)来作为例子讲解说明,它是代理模式(Proxy Pattern)的一种,它在代理模式的应用中比较常见。

虚拟代理(Virtual Proxy)控制访问创建开销大的资源,其通过在代理对象和实际对象之间添加一层代理层,来实现对实际对象的延迟加载或缓存。

  • ImageLoader 定义一个协议,规定了代理对象和实际对象需要实现的方法。
  • RealImageLoader 是遵循 ImageLoader 的实际对象,是实际做事的图片加载器。
  • ImageLoaderProxy 是遵循 ImageLoader 的代理对象,它持有 RealImageLoader 的引用,并且还实现了一个简单的图片缓存机制,以避免重复下载相同的图片。

我们首先编写 ImageLoader 协议,定义相同的接口方法:

protocol ImageLoader {
    func loadImage(url: URL, completion: @escaping (UIImage?) -> Void)
}

接下来,编写图片加载器 RealImageLoader 类,并遵循 ImageLoader 协议:

class RealImageLoader: ImageLoader {
    func loadImage(url: URL, completion: @escaping (UIImage?) -> Void) {
        URLSession.shared.dataTask(with: url) { data, response, error in
            guard let data = data, error == nil else {
                completion(nil)
                return
            }
            let image = UIImage(data: data)
            completion(image)
        }.resume()
    }
}

我们使用 URLSession 来执行一个异步的网络请求,将图片数据下载下来,并将其转换为 UIImage 对象并传递给回调闭包。

接下来,编写 ImageLoaderProxy 代理类:

class ImageLoaderProxy: ImageLoader {
    private let realImageLoader = RealImageLoader()
    private var cachedImages: [URL: UIImage] = [:]

    func loadImage(url: URL, completion: @escaping (UIImage?) -> Void) {
        if let cachedImage = cachedImages[url] {
            completion(cachedImage)
        } else {
            completion(UIImage(named: "image_loading_bg"))
            realImageLoader.loadImage(url: url) { [weak self] image in
                guard let self = self else { return }
                if let image = image {
                    self.cachedImages[url] = image
                }
                completion(image)
            }
        }
    }
}

当客户端调用 loadImage(url:completion:) 方法时,代理对象首先会判断是否已经缓存了对应的图片,如果已经缓存,则直接返回缓存的图片,否则先传递一个默认的加载图片用于显示过渡,再使用真正的图片加载器 RealImageLoader 加载图片,并在加载完成后缓存图片。

最后编写客户端的调用代码:

let imageLoader: ImageLoader = ImageLoaderProxy()
if let url = URL(string: "https://img2.baidu.com/it/u=2082637540,462915030&fm=253&fmt=auto&app=138&f=JPEG?w=500&h=888") {
	imageLoader.loadImage(url: url) { [weak self] image in
		DispatchQueue.main.async {
			self?.imageView.image = image
		}
	}
}

这里需要注意的是,imageLoader在网络请求的过程中不能被释放,否则闭包里的 self 会为空,你可以放在 controller 的属性当中。

DispatchQueue.main.async 方法使线程回到主线程执行图片的加载。

效果呈现

建议在开发者工具当中设置你的网络,将其设置为低速率的,这样方便我们查看效果。

总结

代理模式(Proxy Pattern)允许你提供一个代理对象来控制对另一个对象的访问,隐藏具体的实现细节,一定程序上降低了系统的耦合度。可以起到保护目标对象的伤。可以对目标对象的功能增加,如本文介绍虚拟代理使用的图片加载例子,在其中加入了图片缓存就是这个形式。

当然它也是有缺点的,使用代理模式(Proxy Pattern)可能会使类的数量增加,也可能会增加代码的复杂度,因为它涉及到多个对象之间的协作。代理模式可能会导致有性能损失,因为客户端需要通过代理对象来访问真实对象,从而增加了额外的开销。

结语

本文章的代码已经整理到 GitHub 上,请点击链接获取。

记得以前看过的一个新闻,有一句结尾的话印象挺深刻的,分享出来给大家:“时间过得真系快,又系时候讲拜拜”。话题转回来,我会定期发布一些技术文章,如果这篇文章对你有帮助,请你关注我。

关于作者

博文作者:GarveyCalvin
公众号:凡人程序猿
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