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Java 設計模式：虛擬代理模式 —— 延遲載入重量級物件的記憶體優化術

編輯：Java 相關知識

模式動機

應用啟動時，某些功能物件（大型圖片、複雜報表引擎、Javadoc 生成器）佔用大量記憶體/啟動緩慢，但使用者可能**從未使用**該功能。虛擬代理建議：**等到真正需要時才建立真實物件**。

結構角色

Subject (介面/抽象類)： 定義真實物件與代理共同介面。
RealSubject： 真正執行工作的重量級物件。
Proxy： 持有 RealSubject 參考，控制存取，負責延遲建立。

優缺點權衡

優點	缺點
加快啟動速度、降低初始記憶體佔用	每次存取前需檢查 `null`，增加微小開銷與代碼複雜度
客戶端無感知，介面一致	首次使用會有建立延遲（可用背景執行緒預載緩解）

實戰範例：IDE 三大功能 —— 編譯、執行、產生 Javadoc

共同介面

public abstract class IDEOperation {
    private final Compiler compiler = new Compiler();
    private final Runtime runtime = new Runtime();

    public void compile(String javaFile) { compiler.compile(javaFile); }
    public void run(String classFile) { runtime.run(classFile); }

    // 抽象方法：由具體實現決定何時建立 Javadoc 物件
    public abstract void generateDocs(String javaFile);
}

真實實現（啟動即建立 Javadoc 物件）

public class RealProcessor extends IDEOperation {
    private final JavaDoc jdoc = new JavaDoc(); // 啟動時建立，佔記憶體
    @Override
    public void generateDocs(String javaFile) { jdoc.generateDocs(javaFile); }
}

虛擬代理實現（延遲建立）

public class ProxyProcessor extends IDEOperation {
    private RealProcessor realProcessor; // 初始為 null

    @Override
    public void generateDocs(String javaFile) {
        if (realProcessor == null) {        // 1. 首次呼叫時建立
            realProcessor = new RealProcessor();
        }
        realProcessor.generateDocs(javaFile); // 2. 轉發呼叫
    }
}

客戶端使用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        IDEOperation ide = new ProxyProcessor(); // 輕量啟動
        ide.compile("Test.java");                // 直接用 compiler/runtime
        ide.run("Test.class");
        // ... 使用者工作一段時間 ...
        ide.generateDocs("Test.java");           // 首次需要時才載入 Javadoc 引擎
    }
}