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yazhouasu 2020-08-05 16:02 原文

基本概念

享元模式,也叫蝇量模式,运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

常用于系统底层开发,解决系统的性能问题。像数据库连接池,里面都是创建好的连接对象,在这些连接对象中有我们需要的则直接拿来用,避免重新创建,如果没有我们需要的,则创建一个。

享元模式能够解决重复对象的内存浪费的问题,当系统中有大量相似对象,需要缓冲池时,不需总是创建新对象,可以从缓冲池里拿,这样可以降低系统内存,同时提高效率。

享元模式经典的应用场景就是池技术了,String常量池、数据库连接池、缓冲池等等都是享元模式的应用,享元模式是池技术的重要实现方式。

享元模式的原理类图:
  • FlyWeight是抽象的享元角色,它是产品的抽象类,同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。
  • ConcreteFlyWei ght是具体的享元角色,是具体的产品类,实现抽象角色定义相关业务。
  • UnSharedConcreteFlyWeight是不可共享的角色,一般不会出现在享元工厂。
  • FlyWeightFactory享元工厂类,用于构建一个池容器(集合),同时提供从池中获取对象方法。
内部状态和外部状态

比如围棋、五子棋、跳棋,它们都有大量的棋子对象,围棋和五子棋只有黑白两色,跳棋颜色多一点,所以棋子颜色就是棋子的内部状态;而各个棋子之间的差别就是位置的不同,当我们落子后,落子颜色是定的,但位置是变化的,所以棋子坐标就是棋子的外部状态。

享元模式提出了两个要求:细粒度和共享对象。

这里就涉及到内部状态和外部状态了,即对象的信息分为两个部分:

内部状态和外部状态。内部状态指对象共享出来的信息,存储在享元对象内部且不会随环境的改变而改变。

外部状态指对象得以依赖的一个标记,是随环境改变而改变的、不可共享的状态。

传统方式

案例

一个小型的外包项目,给客户A做一个产品展示网站,客户A的朋友感觉效果不错,也希望做这样的产品展示网站,但是要求有些不同:有客户要去以新闻的形式发布;有客户要求以博客的形式发布;有客户希望以微信公众号的形式发布。

思路分析

直接复制粘贴一份,然后根据客户不同要求,进行定制修改,然后给每个网站租用一个空间。

问题分析

需要的网站结构相似度很高,而且都不是高访问量网站,如果分成多个虚拟空间来处理,相当于一个相同网站的实例对象很多,造成服务器的资源浪费。

享元模式

思路分析

整合到一个网站中,共享其相关的代码和数据,对于硬盘、内存、CPU、数据库空间等服务器资源都可以达成共享,减少服务器资源。对于代码来说,由于是一份实例,维护和扩展都更加容易。即使用享元模式来解决。

代码实现

1public abstract class WebSite {
2    public abstract void use(User user);
3}

 1public class ConcreteWebSite extends WebSite {
2
3    private String type = "";//网站发布的形式
4
5    public ConcreteWebSite(String type) {
6        this.type = type;
7    }
8
9    @Override
10    public void use(User user) {
11        System.out.println("网站的发布形式为"+type+","+user.getName()+"在使用中");
12    }
13}

 1public class User {
2
3    private String name;
4
5    public User(String name){
6        this.name=name;
7    }
8
9    public String getName() {
10        return name;
11    }
12}

 1public class WebSiteFactory {
2
3    //集合,充当池的作用
4    private HashMap<String, ConcreteWebSite> pool = new HashMap<>();
5
6    //根据网站的类型,返回一个网站,如果没有就创建一个网站,并放入到池中,并返回
7    public WebSite getWebSiteCategory(String type) {
8        if (!pool.containsKey(type)) {
9            pool.put(type, new ConcreteWebSite(type));
10        }
11        return (WebSite) pool.get(type);
12    }
13
14    //获取网站分类的总数
15    public int getWebSiteCount() {
16        return pool.size();
17    }
18}

 1public class Client {
2    public static void main(String[] args) {
3
4        //创建一个工厂类
5        WebSiteFactory webSiteFactory = new WebSiteFactory();
6
7        //客户要一个以新闻形式发布的网站
8        WebSite webSite = webSiteFactory.getWebSiteCategory("新闻");
9        webSite.use(new User("tom"));
10
11        //客户要一个以博客形式发布的网站
12        WebSite webSite2 = webSiteFactory.getWebSiteCategory("博客");
13        webSite2.use(new User("jack"));
14
15        //客户要一个以博客形式发布的网站
16        WebSite webSite3 = webSiteFactory.getWebSiteCategory("博客");
17        webSite3.use(new User("smith"));
18
19        System.out.println("网站的分类共" + webSiteFactory.getWebSiteCount());
20    }
21}

注意事项

享元模式这样理解,“享”就表示共享,“元”表示对象。

系统中有大量对象,这些对象消耗大量内存,并且对象的状态大部分可以外部化时,我们就可以考虑选用享元模式。

用唯一标识吗判断,如果在内存中有,则返回这个唯一标识码所标识的对象,用HashMap/HashTable存储。

享元模式大大减少了对象的创建,降低了程序内存的占用,提高效率。

享元模式提高了系统的复杂度。需要分离出内部状态和外部状态,而外部状态具有固化特性,不应该随着内部状态的改变而改变,这是我们使用享元模式需要注意的地方。

使用享元模式时,注意划分内部状态和外部状态,并且需要有一个工厂类加以控制。

享元模式经典的应用场景是需要缓冲池的场景,比如String常量池、数据库连接池。

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