Javaにおける仮想プロキシパターン：遅延読み込み技術によるパフォーマンス向上

約3分

仮想プロキシデザインパターンの目的

仮想プロキシデザインパターンは、Javaデザインパターンにおいて重要な要素であり、オブジェクトの作成を制御することで効率的なリソース管理とパフォーマンスの最適化を可能にします。特にリソースを大量に消費する操作を扱う場合、別のオブジェクトの代理またはプレースホルダーを提供して、その作成とアクセスを制御します。

現実世界の例を用いた仮想プロキシパターンの詳細な説明

現実世界の例

高級アートギャラリーがリソースを節約し、リスクを軽減するために写真を使用するのと同じように、Javaの仮想プロキシパターンは、必要なオブジェクトのみを表示することでリソースを大量に消費する操作を管理し、システム効率を大幅に向上させます。実際のアートワークを保護し、損傷や盗難のリスクを軽減するために、ギャラリーは最初にアートワークの高品質な写真を展示します。真剣な購入者が真の関心を示した場合、ギャラリーは安全な保管場所からオリジナルのアートワークを取り出して閲覧できるようにします。
この例えでは、高品質な写真は実際のアートワークの仮想プロキシとして機能します。実際のアートワークは本当に必要な場合にのみ取得して表示されるため、リソースを節約し、リスクを軽減します。これは、仮想プロキシパターンがオブジェクトの作成を必要な時まで遅延させる方法と似ています。

簡単な言葉で

仮想プロキシパターンでは、代表クラスが別のクラスの代わりに機能することで、特にリソースを大量に消費する操作へのアクセスを制御できます。

Wikipediaによると

作成にコストがかかるリソースへのアクセスを制御するプロキシ。

Javaにおける仮想プロキシパターンのプログラム例

Javaの仮想プロキシデザインパターンは、リソースの使用率とシステムパフォーマンスを最適化できます。

ビデオオブジェクトが、その大きなデータサイズと必要な処理能力のためにリソースを大量に消費するオンラインビデオストリーミングプラットフォームを考えてみましょう。リソースを効率的に管理するために、システムはビデオオブジェクトを処理するために仮想プロキシを使用します。仮想プロキシは、実際のビデオオブジェクトの作成を再生に明示的に必要になるまで遅延させるため、システムリソースを節約し、ユーザーの応答時間を向上させます。

ビデオストリーミングサービスの例を挙げると、実装方法は次のとおりです。

まず、ビデオを処理するためのメソッドの概要を示す`ExpensiveObject`インターフェースを定義します。

public interface ExpensiveObject {
    void process();
}

作成にコストがかかるビデオオブジェクトを表す`RealVideoObject`の実装は次のとおりです。

@Slf4j
@Getter
public class RealVideoObject implements ExpensiveObject {

    public RealVideoObject() {
        heavyInitialConfiguration();
    }

    private void heavyInitialConfiguration() {
        LOGGER.info("Loading initial video configurations...");
    }

    @Override
    public void process() {
        LOGGER.info("Processing and playing video content...");
    }
}

`VideoObjectProxy`は、`RealExpensiveObject`の代わりとして機能します。

@Getter
public class VideoObjectProxy implements ExpensiveObject {
    
    private RealVideoObject realVideoObject;

    public void setRealVideoObject(RealVideoObject realVideoObject) {
        this.realVideoObject = realVideoObject;
    }

    @Override
    public void process() {
        if (realVideoObject == null) {
            realVideoObject = new RealVideoObject();
        }
        realVideoObject.process();
    }
}

そして、システムでプロキシが使用される方法は次のとおりです。

public static void main(String[] args) {
    ExpensiveObject videoObject = new VideoObjectProxy();
    videoObject.process();  // The first call creates and plays the video
    videoObject.process();  // Subsequent call uses the already created object
}

プログラム出力

14:54:30.602 [main] INFO com.iluwatar.virtual.proxy.RealVideoObject -- Loading initial video configurations...
14:54:30.604 [main] INFO com.iluwatar.virtual.proxy.RealVideoObject -- Processing and playing video content...
14:54:30.604 [main] INFO com.iluwatar.virtual.proxy.RealVideoObject -- Processing and playing video content...