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JavaScript 设计模式(三):代理模式

JavaScript 设计模式(三):代理模式

作者: 以乐之名 | 来源:发表于2019-06-25 11:17 被阅读9次
    代理模式

    代理模式:为一个对象提供一个代用品或占位符,以便控制它的访问。

    当我们不方便直接访问某个对象时,或不满足需求时,可考虑使用一个替身对象来控制该对象的访问。替身对象可对请求预先进行处理,再决定是否转交给本体对象。

    生活小栗子:

    1. 代购;
    2. 明星经纪人;
    3. 和谐上网

    经常 shopping 的同学,对代购应该不陌生。自己不方便直接购买或买不到某件商品时,会选择委托给第三方,让代购或黄牛去做购买动作。程序世界的代理者也是如此,我们不直接操作原有对象,而是委托代理者去进行。代理者的作用,就是对我们的请求预先进行处理或转接给实际对象。

    模式特点

    1. 代理对象可预先处理请求,再决定是否转交给本体;
    2. 代理和本体对外显示接口保持一致性
    3. 代理对象仅对本体做一次包装

    模式细分

    1. 虚拟代理(将开销大的运算延迟到需要时执行)
    2. 缓存代理(为开销大的运算结果提供缓存)
    3. 保护代理(黑白双簧,代理充当黑脸,拦截非分要求)
    4. 防火墙代理(控制网络资源的访问)
    5. 远程代理(为一个对象在不同的地址控件提供局部代表)
    6. 智能引用代理(访问对象执行一些附加操作)
    7. 写时复制代理(延迟对象复制过程,对象需要真正修改时才进行)

    JavaScript 中常用的代理模式为 “虚拟代理” 和 “缓存代理”。

    模式实现

    实现方式:创建一个代理对象,代理对象可预先对请求进行处理,再决定是否转交给本体,代理和本体对外接口保持一致性(接口名相同)。

    // 例子:代理接听电话,实现拦截黑名单
    var backPhoneList = ['189XXXXX140'];       // 黑名单列表
    // 代理
    var ProxyAcceptPhone = function(phone) {
        // 预处理
        console.log('电话正在接入...');
        if (backPhoneList.includes(phone)) {
            // 屏蔽
            console.log('屏蔽黑名单电话');
        } else {
            // 转接
            AcceptPhone.call(this, phone);
        }
    }
    // 本体
    var AcceptPhone = function(phone) {
        console.log('接听电话:', phone);
    };
    
    // 外部调用代理
    ProxyAcceptPhone('189XXXXX140'); 
    ProxyAcceptPhone('189XXXXX141'); 
    

    代理并不会改变本体对象,遵循 “单一职责原则”,即 “自扫门前雪,各找各家”。不同对象承担独立职责,不过于紧密耦合,具体执行功能还是本体对象,只是引入代理可以选择性地预先处理请求。例如上述代码中,我们向 “接听电话功能” 本体添加了一个屏蔽黑名单的功能(保护代理),预先处理电话接入请求。

    虚拟代理(延迟执行)

    虚拟代理的目的,是将开销大的运算延迟到需要时再执行。

    虚拟代理在图片预加载的应用,代码例子来至 《JavaScript 设计模式与开发实践》

    // 本体
    var myImage = (function(){
        var imgNode = document.createElement('img');
        document.body.appendChild(imgNode);
        return {
            setSrc: function(src) {
                imgNode.src = src;
            }
        }
    })();
    
    // 代理
    var proxyImage = (function(){
        var img = new Image;
        img.onload = function() {
            myImage.setSrc(this.src);             // 图片加载完设置真实图片src
        }
        return {
            setSrc: function(src) {
                myImage.setSrc('./loading.gif');  // 预先设置图片src为loading图
                img.src = src;
            }
        }
    })();
    
    // 外部调用
    proxyImage.setSrc('./product.png');           // 有loading图的图片预加载效果
    

    缓存代理(暂时存储)

    缓存代理的目的,是为一些开销大的运算结果提供暂时存储,以便下次调用时,参数与结果不变情况下,从缓存返回结果,而不是重新进行本体运算,减少本体调用次数。

    应用缓存代理的本体,要求运算函数应是一个纯函数,简单理解比如一个求和函数 sum, 输入参数 (1, 1), 得到的结果应该永远是 2

    纯函数:固定的输入,有固定的输出,不影响外部数据。

    模拟场景:60道判断题测试,每三道题计分一次,根据计分筛选下一步的三道题目?

    三道判断题得分结果:

    1. (0, 0 ,0)
    2. (0, 0, 1)
    3. (0, 1, 0)
    4. (0, 1, 1)
    5. (1, 0, 0)
    6. (1, 0, 1)
    7. (1, 1, 0)
    8. (1, 1, 1)

    总共七种计分结果。60/3 = 20,共进行 20 次计分,每次计分执行 3 个循环累计,共 60 个循环。接下来,借用 “缓存代理” 方式,来实现最少本体运算次数。

    // 本体:对三道题答案进行计分
    var countScore = function(ansList) {
        let [a, b, c] = ansList;
        return a + b + c;
    }
    
    // 代理:对计分请求预先处理
    var proxyCountScore = (function() {
        var existScore = {};    // 设定存储对象
        return function(ansList) {
            var attr = ansList.join(',');  // eg. ['0,0,0']
            if (existScore[attr] != null) {
                // 从内存返回
                return existScore[attr];
            } else {
                // 内存不存在,转交本体计算并存入内存
                return existScore[attr] = countScore(ansList);
            }
        }
    })();
    
    // 调用计分
    proxyCountScore([0,1,0]);
    

    60 道题目,每 3 道题一次计分,共 20 次计分运算,但总的计分结果只有 7 种,那么实际上本体 countScore() 最多只需运算 7 次,即可囊括所有计算结果。

    通过缓存代理的方式,对计分结果进行临时存储。用答案字符串组成属性名 ['0,1,0'] 作为 key 值检索内存,若存在直接从内存返回,减少包含复杂运算的本体被调用的次数。之后如果我们的题目增加至 90 道, 120 道,150 道题时,本体 countScore() 运算次数仍旧保持 7 次,中间节省了复杂运算的开销。

    ES6 的 Proxy

    ES6新增的 Proxy 代理对象的操作,具体的实现方式是在 handler 上定义对象自定义方法集合,以便预先管控对象的操作。

    ES6 的 Proxy语法:let proxyObj = new Proxy(target, handler);

    • target: 本体,要代理的对象
    • handler: 自定义操作方法集合
    • proxyObj: 返回的代理对象,拥有本体的方法,不过会被 handler 预处理
    // ES6的Proxy
    let Person = {
        name: '以乐之名'
    };
    
    const ProxyPerson = new Proxy(Person, {
        get(target, key, value) {
            if (key != 'age') {
                return target[key];
            } else {
                return '保密'
            }
        },
        set(target, key, value) {
            if (key === 'rate') {
                target[key] = value === 'A' ? '推荐' : '待提高'
            }
        }
    })
    
    console.log(ProxyPerson.name);  // '以乐之名'
    console.log(ProxyPerson.age);   // '保密'
    ProxyPerson.rate = 'A';         
    console.log(ProxyPerson.rate);  // '推荐'
    ProxyPerson.rate = 'B';         
    console.log(ProxyPerson.rate);  // '待提高'
    

    handler 除常用的 set/get,总共支持 13 种方法:

    handler.getPrototypeOf()
    // 在读取代理对象的原型时触发该操作,比如在执行 Object.getPrototypeOf(proxy) 时
    
    handler.setPrototypeOf()
    // 在设置代理对象的原型时触发该操作,比如在执行 Object.setPrototypeOf(proxy, null) 时
    
    handler.isExtensible()
    // 在判断一个代理对象是否是可扩展时触发该操作,比如在执行 Object.isExtensible(proxy) 时
    
    handler.preventExtensions()
    // 在让一个代理对象不可扩展时触发该操作,比如在执行 Object.preventExtensions(proxy) 时
    
    handler.getOwnPropertyDescriptor()
    // 在获取代理对象某个属性的属性描述时触发该操作,比如在执行 Object.getOwnPropertyDescriptor(proxy, "foo") 时
    
    handler.defineProperty()
    // 在定义代理对象某个属性时的属性描述时触发该操作,比如在执行 Object.defineProperty(proxy, "foo", {}) 时
    
    handler.has()
    // 在判断代理对象是否拥有某个属性时触发该操作,比如在执行 "foo" in proxy 时
    
    handler.get()
    // 在读取代理对象的某个属性时触发该操作,比如在执行 proxy.foo 时
    
    handler.set()
    // 在给代理对象的某个属性赋值时触发该操作,比如在执行 proxy.foo = 1 时
    
    handler.deleteProperty()
    // 在删除代理对象的某个属性时触发该操作,比如在执行 delete proxy.foo 时
    
    handler.ownKeys()
    // 在获取代理对象的所有属性键时触发该操作,比如在执行 Object.getOwnPropertyNames(proxy) 时
    
    handler.apply()
    // 在调用一个目标对象为函数的代理对象时触发该操作,比如在执行 proxy() 时。
    
    handler.construct()
    // 在给一个目标对象为构造函数的代理对象构造实例时触发该操作,比如在执行 new proxy() 时
    

    适用场景

    • 虚拟代理:
      1. 图片预加载(loading 图)
      2. 合并HTTP请求(数据上报汇总)
    • 缓存代理:(前提本体是纯函数)
      1. 缓存异步请求数据
      2. 缓存较复杂的运算结果
    • ES6 的 Proxy:
      1. 实现对象私有属性
      2. 实现表单验证

    “策略模式” 可应用于表单验证信息,“代理方式” 也可实现。这里引用 Github - jawil 的一个例子,思路供大家分享。

    // 利用 proxy 拦截格式不符数据
    function validator(target, validator, errorMsg) {
        return new Proxy(target, {
            _validator: validator,
            set(target, key, value, proxy) {
                let errMsg = errorMsg;
                if (value == null || !value.length) {
                    console.log(`${errMsg[key]} 不能为空`);
                    return target[key] = false;
                }
                let va = this._validator[key];  // 这里有策略模式的应用
                if (!!va(value)) {
                    return Reflect.set(target, key, value, proxy);
                } else {
                    console.log(`${errMsg[key]} 格式不正确`);
                    return target[key] = false;
                }
            }
        })
    }
    
    // 负责校验的逻辑代码
    const validators = {
        name(value) {
            return value.length >= 6;
        },
        passwd(value) {
            return value.length >= 6;
        },
        moblie(value) {
            return /^1(3|5|7|8|9)[0-9]{9}$/.test(value);
        },
        email(value) {
            return /^\w+([+-.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*$/.test(value)
        }
    }
    
    // 调用代码
    const errorMsg = {
        name: '用户名',
        passwd: '密码',
        moblie: '手机号码',
        email: '邮箱地址'
    }
    const vali = validator({}, validators, errorMsg)
    let registerForm = document.querySelector('#registerForm')
    registerForm.addEventListener('submit', function () {
        let validatorNext = function* () {
            yield vali.name = registerForm.userName.value
            yield vali.passwd = registerForm.passWord.value
            yield vali.moblie = registerForm.phone.value
            yield vali.email = registerForm.email.value
        }
        let validator = validatorNext();
        for (let field of validator) {
            validator.next();
        }
    }
    

    实现思路: 利用 ES6 的 proxy 自定义 handlerset() ,进行表单校验并返回结果,并且借用 “策略模式" 独立封装验证逻辑。使得表单对象,验证逻辑,验证器各自独立。代码整洁性,维护性及复用性都得到增强。

    关于 “设计模式” 在表单验证的应用,可参考 jawil 原文:《探索两种优雅的表单验证——策略设计模式和ES6的Proxy代理模式》

    优缺点

    • 优点:
      1. 可拦截和监听外部对本体对象的访问;
      2. 复杂运算前可以进行校验或资源管理;
      3. 对象职能粒度细分,函数功能复杂度降低,符合 “单一职责原则”;
      4. 依托代理,可额外添加扩展功能,而不修改本体对象,符合 “开发-封闭原则”
    • 缺点:
      1. 额外代理对象的创建,增加部分内存开销;
      2. 处理请求速度可能有差别,非直接访问存在开销,但 “虚拟代理” 及 “缓存代理” 均能提升性能

    参考文章

    本文首发Github,期待Star!
    https://github.com/ZengLingYong/blog

    作者:以乐之名
    本文原创,有不当的地方欢迎指出。转载请指明出处。

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