GrandM-Patterns_in_Java

Morker Interface - 95

private synchronized LinkedList findEq (Object target) {

)// find (Obj ect)

/** * Найти в связном списке объект, равный данному объекту .

*Равенство определяется путем вызова метода

*equals данного объекта .

*/

private synchronized LinkedList findEquals (Object target) {

} // find (Obj ect)

) // class LinkedList

ШАБЛОНЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СВЯЗАННЫЕ

С ШАБЛОНОМ МARKER INTERFACE

Snapshot. Шаблон Marker Interface является частью шаблона Snapshot и ис­ пользуется ДII Яопределения возможности сериализации объектов.

Polymorphism. Шаблон Polymorphism (описанный в книre [Grand99]) представ­ ляет собой альтернативный способ изменения поведения при вызове метода.

Рroху - очень распространенный шаблон, используемый многими другими

шаблонами, но никогда не применяющийся сам по себе. Шаблон Рroху был

описан ранее в работе [GoF95] .

СИНОПСИС

Шаблон Рroху заставляет обращаться к объекту косвенно. Обращение к мето­

дам этого объекта делегируется через объект-заместитель. Здесь имеется в виду,

что запросы к реальному объекту идут через объект-заместитель. Классы для

объектов-заместителей объявляются таким образом, что клиентские объекты не знают, что они имеют дело с заместителем.

КОНТЕКСТ

Объект-заместитель - это объект, методы которого вызываются на правах другого объекта. Клиентские объекты вызывают методы объекта-заместителя, которые выполняют действия, ожидаемые клиентами, не напрямую. Они вызывают ме­ тоды объекта, который обеспечивает реальный сервис (рис. 4. 1 8).

1: doItO 1.1: doItO

:ServiceProxv

Рис. 4.18. Обращения к методом через объект-заместитель

Хотя методы объекта-заместителя не прямым образом обеспечивают сервис,

ожидаемый клиентами, сам объект-заместителител ь обеспечивает некоторое управ­

ление такими сервисами. Объекты-замест и вместе с объектами, предостав­

ляющими сервис, используют общий интерфейс. Имеют ли клиентские объекты

прямой доступ к объектам, предоставляющим сервис, или они обращаются

к объекту-заместителю - в любом случае они осуществляют доступ скорее че­

рез общий интерфейс, чем через экземпляр некоторого конкретного класса.

Поэтому клиентские объекты могут не знать о том, что они вызывают методЫ:

объекта-заместителя, а не объекта, реально обеспечивающего сервис. Прозрач-­

Рroху - )1'/

•Заместитель создает ВИдимость HeMeДJ1eHHOГO возврата метода, выполнение

•которого требует ДJ1ительного времени.

Заместитель создает иллюзию того, что объект, на самом деле находящийся на другом компьютере, - это обычный локальный объект. Заместитель та­ кого рода называется удаленным заместителем (remote ргоху) или заглушкой

(stub), и его используют RMI (Remote Method Invocation, удаленный вызов метода) , CORBA (Соmmоп Object Request Вюkеr Architecture, технология построения распределенных приложений) и другие ORB (Object Request Вюkеrs, объектный брокер запросов). Описание классов-заглушек входит

•в описание ORB (в книге [Grand2001 ]).

Заместитель контролирует доступ к объекту, обеспечивающему сервис,

сточки зрения безопасности. Подобное использование заместителей опи­

•сано как шаблон Рюtесtiоп Рюху (в книге [Grand2001 ]).

Заместитель создает иллюзию существования объекта, обеспечивающего

сервис, еще до его реального создания. Это может быть выгодно в том слу­ чае, когда создание объекта, предоставляющего сервис, требует больших за­ трат, а этот сервис может не понадобиться. Данный случай применения за­ местителей описан как шаблон Virtual Рюху (см. гл. 7).

МОТИВЫ

©Обеспечивающий сервис объект не может предоставлять сервис в то время

ив том месте, где это удобно.

©Доступ к объекту, предоставляющему сервис, должен контролироваться без дополнительного усложнения сервис-объекта или привязки сервиса к по­ литике контроля доступа.

©Управление сервисом должно строиться так, чтобы оно было максимально прозрачным ДJ1я клиентов этого сервиса.

©Клиенты объекта, предоставляющего сервис, не должны заботиться о ха­ рактере класса этого объекта или о том, с каким экземпляром этого класса они работают.

РЕШЕНИЕ

Весь доступ к сервис-объекту должен осуществляться через объект-заместитель.

Чтобы обработка обращений БЬU1а прозрачной ДJ1я клиентов, объект-замести­

тель и сервис-объект должны либо быть экзеМfU1ярами общего суперкласса,

либо реализовывать общий интерфейс (рис. 4. 1 9).

На диаграмме представлена структура шаблона Рюху, но не показаны детали,

имеющие отношение к реализации политики управления доступом. Однако

шаблон Ргоху не очень полезен, если он не реализует определенную политику

Рис. 4.19. Классы в шаблоне Ргоху

управления доступом к сервис-объекту. Шаблон Proxy настолько широко ис­ пользуется вместе с реализацией управления доступом, что эти структуры в не­ которых книгах описываются как отдельные шаБJ.]ОНЫ.

РЕАЛИЗАЦИЯ

Без реализации управления доступом к сервис-объекту реализация шаблона Proxy предполагает только создание класса, который имеет общий суперкласс или интерфейс с сервис-классом и делегирование операции экземплярам сер­ вис-класса.

СЛЕДСТВИЯ

©Способ управления сервисом, предоставляемым сервис-объектом, прозра­ чен ДЛЯ объекта и его клиентов.

©Если использование заместителей не приводит к возникновению новых ви­ дов исключений, то, как правило, нет необходимости в том, чтобы в коде

клиентских классов учитывать использование заместителей.

ПРИМЕР КОДА

Шаблон Proxy обычно используется в сочетании с логикой управления досту­

пом к сервис-объекту. В приведенном далее примере ДЛЯ шаблона Proxy замес­

тители используются с целью отложить требующую больших затрат операцию

до тех пор, пока она действительно не понадобится. Если операция не потребу­

ется, то она никогда не будет выполняться.

Рассмотрим пример класса-заместителя j ava . util . HashMap, который реали­ зует интерфейс j ava . ut i l . Map И j ava . long . Cloneable. Задача заместителЯ состоит в том, чтобы отложить клонирование базового объекта Мар до тех пор,

пока не станет ясно, что эта требующая больших затрат операция действительно

нужна.

100 • Глава 4. Основные шаблоны проектирования

Решение заключается в том, чтобы отложить клонирование объекта Мар до тех пор, пока не произойдет реальное изменение объекта.

Имя класса-заместителя - LazyCloneMap. Его экземпляры представляют со­ бой копии скопированного при записи заместителя для объекта Мар. Когда вы­ зывается метод clone заместителя, он возвращает копию заместителя, но не копирует базовый объект Мар. В этот момент как оригинал, так и копия замес­ тителя ссылаются на один и тот же базовый объект Мар. Когда один из замести­ телей получит запрос на изменение базового объекта Мар, он определит, что со­ вместно использует общий базовый объект Мар, и перед тем, как изменить его, выполнит клонирование базового объекта На рис. 4.20 представлена структура класса LazyCloneMap.

Рис. 4.20. Класс-заместитель LazyCloneMap

Начало исходного текста класса LazyCloneMap выглядит так:

public class LazyCloneМap implements мар , Cloneable /**

*/Объект Мар, для которого этот объект является заместителем .

private мар underlyingМap ;

Классы-заместители дают возможность объекту-заместителю ссылаться на объект, для которого он функционирует как заместитель. Этот класс-замести­ тель имеет переменную экземпляра, которая ссылается на базовый объект Мар.

Объекты LazyCloneMap знают, когда они совместно используют общий базо­ вый объект Мар вместе с другими объектами LazyCloneMap, с помощью счет­

чика, вычисляющего количество ссылок на один и тот же базовый объект Мар. Значение счетчика содержится в экземпляре класса MutableInteger. Объект

Mutablelnteger совместно используется теми же объектами LazyCloneMap,

которые совместно используют базовый объект Мар.

Ргоху - lUl

/* *

* Это количество объектов-заместителей,

* которые совместно используют один и тот же базовый объект . * /

private МutableInteger refCount ;

Метод c lone, который классы наследуют от класса Obj ect, является защи­ шенным 1• Не существует интерфейса, реализованного классами HashMap

и TreeMap, который объявлял бы метод clone открытым. Поэтому класс

LazyCloneMap должен получить доступ. к методу clone базовых объектов явно используя j ava . lang . reflect Method.

/ * *

* Переменная исполь зуется для вызова метода clone

*базового объекта Мар .

*/

private Method cloneMethod;

private static Сlазз [ ] cloneParams = new Сlазз [О] ;

/* *

* Constructor

*

* @pa ram unde rlyingMap

* Объект Мар, для которого этот объект должен быть

*заместителем .

*@ throws NoSuchMethodException

*Если базовьм объект Мар не содержит открытого метода

*clone .

*@throws I nvoca ti onTa rge tExcept ion

*данного объекта Мар . Если метод clone объекта Мар

* генерирует исключение , этот конструктор генерирует

*Invocat ionTargetExcept ion, чей метод getCause возвращает

*исключение , сгенерированное методом clone базового

*объекта Мар .

*/

public LazyCloneМap (мар underlyingмap)

throws NoSuchМethodException ,

InvocationTargetException { 1 В Java 1 .4 он уже является открытым. (Прuмеч. ред.)

Этот метод clone класса не копирует базовый объект Мар. Он наращивает счетчик ссылок, который совместно используется первоначальным объектом LazyClo ­ neMap и копией. Значение счетчика (больше единицы) говорит объектам LazyCloneMap О том, что они совместно используют общий объект Мар.

Следующий закрытый метод вызывается открытыми методами класса

Laz yC l oneMap, например, put И clear, которые изменяют базовый объект

Мар. Открытые методы вызывают этот закрытый метод перед изменением ба­

зового объекта Мар.

private void ensureUnderlyingМapNotShared () if (refCount . qetValue (» l)

try { = underlyinqмap

(мар) cloneМethod . invoke (underlyingМap, null) ; refcount . =setValue (refcount . qetValue () -l) ;

refCount new Mutablelnteqer (l) ; catch (IlleqalAccessException е) {

rroxy - ...U.;J

1 1 ensureUnderlyi ngMapNotShared ( )

Сначала метод ensureUnder l yi ngMapNotShared определяет, больше ли еди­ этотницы значение счетчика ссьmок. Если оно больше единицы, метод знает, что объект LazyCloneMap совместно использует свой базовый объект Мар вместе с другими объектами Laz yCloneMap. Метод ensureUnderlyingMapNotShared

клонирует базовый объект Мар, и поэтому данный объект Laz yC loneMap будет иметь свою собственную копию базового объекта Мар, которая уже не является совместно используемой. Он уменьшает счетчик ссьmок, поэтому другие объ­ екты LazyCloneMap, с которыми этот объект совместно использовал базовый объект Мар, будут знать, что они больше не разделяют один и тот же общий объект Мар с этим объектом. Кроме того, он создает новый объект, содержащий счетчик ссьmок со значением, равным 1 . Это говорит о том, что данный объект LazyC loneMap не участвует в совместном использовании базового объекта

Остальные методы класса Laz yCloneMap делегируют свои функции соответст­ вующему методу базового объекта Мар.

public int size () {

return underlyingмap . size ( ) ;

public boolean iSEmpty () {

return underlyingмap . iSEmpty ( ) ;

public boolean containsKey (Object key) { return underlyingмap . containsКey (key) ;

public boolean containsValue (Object value) { return underlyingмap . containsValue (value) ;

public Object qet (Object key) { return underlyingмap . qet (key) ;

104 • Глава 4. Основные шаблоны проектирования

Следующие четыре метода изменяют базовый объект Мар, поэтому перед тем,

как делегировать свои функции базовому объекту Мар, они вызывают метод ensureUnderlyingMapNotShared.

public Object put (Objec key , Object value) { ensureUnderlyingМapNotShared ( ) ;

return underlyingМap . put (key , value) ;

public Object remove (Object key) { ensureUnderlyingМapNotShared () ; return underlyingМap . remove (key) ;

public void putAll (Мap m) { ensureUnderlyingМapNotShared () ; underlyinqMap . putAll (m) ;

public void clear () { ensureUnderlyinqМapNotShared ( ) ; underlyinqМap . clear () ;

public Set keySet ( ) {

return underlyingМap . keySet ( ) ;

public Collection values () { return underlyingМap . values ( ) ;

public Set entrySet ( ) {

return underlyinqМap . entrySet ( ) ;

public boolean equals (Object that) { return underlyingМap . equals (that) ;

public int hashCode () {

return underlyinqМap . hashCode ( ) ;