Java设计模式之享元模式
2023-06-13 09:16:14 时间
基本介绍
- 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
对原理图的说明-即(模式的角色及职责)
FlyWeight
是抽象的享元角色,他是产品的抽象类,同时定义出对象的外部状态和内部状态(后面介绍)的接口或实现ConcretelyWeight
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
项目需求
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,但是要求都 有些不同:
- 有客户要求以新闻的形式发布
- 有客户人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
享元模式
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。
public class User {
private String name;
public User(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
public abstract class WebSite {
public abstract void use(User user);
}
public class ConcreteWebSite extends WebSite {
//共享的部分,内部状态
private String type = ""; //网站发布的形式(类型)
//构造器
public ConcreteWebSite(String type) {
this.type = type;
}
@Override
public void use(User user) {
System.out.println("网站的发布形式为:" + type + " 在使用中 .. 使用者是" + user.getName());
}
}
// 网站工厂类,根据需要返回压一个网站
public class WebSiteFactory {
//集合, 充当池的作用
private HashMap<String, ConcreteWebSite> pool = new HashMap<>();
//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
public WebSite getWebSiteCategory(String type) {
if(!pool.containsKey(type)) {
//就创建一个网站,并放入到池中
pool.put(type, new ConcreteWebSite(type));
}
return (WebSite)pool.get(type);
}
//获取网站分类的总数 (池中有多少个网站类型)
public int getWebSiteCount() {
return pool.size();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个工厂类
WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory();
// 客户要一个以新闻形式发布的网站
WebSite webSite1 = factory.getWebSiteCategory("新闻");
webSite1.use(new User("tom"));
// 客户要一个以博客形式发布的网站
WebSite webSite2 = factory.getWebSiteCategory("博客");
webSite2.use(new User("jack"));
// 客户要一个以博客形式发布的网站
WebSite webSite3 = factory.getWebSiteCategory("博客");
webSite3.use(new User("smith"));
// 客户要一个以博客形式发布的网站
WebSite webSite4 = factory.getWebSiteCategory("博客");
webSite4.use(new User("king"));
System.out.println("网站的分类共=" + factory.getWebSiteCount());
}
}
享元模式的注意事项和细节
- 在享元模式这样理解,“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
- 用唯一标识码判断,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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