Java 中的委托模式：掌握高效的任务分配

大约 2 分钟

也称为

助手
代理

委托设计模式的意图

允许一个对象将对一项任务的责任委托给另一个助手对象。

使用真实示例详细解释委托模式

现实世界中的例子

在一家餐馆，主厨将任务委托给副厨：一个负责烧烤，另一个负责沙拉，第三个负责甜点。每个副厨都专注于自己的领域，使主厨能够专注于整体厨房管理。这反映了委托设计模式，其中一个主对象将特定任务委托给助手对象，每个助手对象都是其领域的专家。

通俗地说

委托是一种设计模式，其中一个对象将任务传递给一个助手对象。

维基百科说

在面向对象编程中，委托是指在另一个原始对象（发送者）的上下文中评估一个对象的成员（属性或方法）（接收者）。委托可以显式进行，方法是将发送对象传递给接收对象，这可以在任何面向对象语言中完成；或者隐式进行，方法是通过语言的成员查找规则，这需要语言对该功能的支持。

Java 中委托模式的编程示例

让我们考虑一个打印示例。

我们有一个接口Printer和三个实现CanonPrinter、EpsonPrinter和HpPrinter。

public interface Printer {
    void print(final String message);
}

@Slf4j
public class CanonPrinter implements Printer {
    @Override
    public void print(String message) {
        LOGGER.info("Canon Printer : {}", message);
    }
}

@Slf4j
public class EpsonPrinter implements Printer {
    @Override
    public void print(String message) {
        LOGGER.info("Epson Printer : {}", message);
    }
}

@Slf4j
public class HpPrinter implements Printer {
    @Override
    public void print(String message) {
        LOGGER.info("HP Printer : {}", message);
    }
}

PrinterController可以通过将此接口处理的任何工作委托给实现它的对象来用作Printer。

public class PrinterController implements Printer {

    private final Printer printer;

    public PrinterController(Printer printer) {
        this.printer = printer;
    }

    @Override
    public void print(String message) {
        printer.print(message);
    }
}

在客户端代码中，打印机控制器可以根据它们委托该工作的对象的不同，以不同的方式打印消息。

public class App {

    private static final String MESSAGE_TO_PRINT = "hello world";

    public static void main(String[] args) {
        var hpPrinterController = new PrinterController(new HpPrinter());
        var canonPrinterController = new PrinterController(new CanonPrinter());
        var epsonPrinterController = new PrinterController(new EpsonPrinter());

        hpPrinterController.print(MESSAGE_TO_PRINT);
        canonPrinterController.print(MESSAGE_TO_PRINT);
        epsonPrinterController.print(MESSAGE_TO_PRINT);
    }
}

程序输出

HP Printer:hello world
Canon Printer:hello world
Epson Printer:hello world

使用真实示例详细解释委托模式

何时在 Java 中使用委托模式

当您希望将责任从一个类传递给另一个类而无需继承时。
为了实现基于组合的重用，而不是基于继承的重用。
当您需要在运行时使用多个可互换的助手类时。

Java 中委托模式的现实应用

Java 的 java.awt.event 包，其中经常使用监听器来处理事件。
Java 集合框架 (java.util.Collections) 中的包装类，它们委托给其他集合对象。
在 Spring 框架中，委托在 IoC 容器中被广泛使用，其中 bean 将任务委托给其他 bean。

委托模式的优缺点

优点

减少子类化：对象可以将操作委托给不同的对象并在运行时更改它们，从而减少对子类化的需求。
鼓励重用：委托促进了助手对象的代码重用。
提高灵活性：通过将任务委托给助手对象，您可以更改类在运行时的行为。

权衡

运行时开销：委托可能会引入额外的间接层，这可能会导致轻微的性能成本。
复杂性：设计可能会变得更加复杂，因为它涉及额外的类和接口来管理委托。

组合模式：委托可以在组合模式中使用，将组件特定的行为委托给子组件。
策略模式：委托通常在策略模式中使用，其中上下文对象将任务委托给策略对象。
https://design-patterns.java-lang.cn/patterns/proxy/: 代理模式是一种委托形式，其中代理对象控制对另一个对象的访问，并将工作委托给该对象。