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设计模式--享元模式

林贤钦
2020-05-12 / 0 评论 / 9 点赞 / 790 阅读 / 0 字
温馨提示:
本文最后更新于 2020-05-16,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

享元模式(Flyweight Pattern)

1. 介绍

1.1 模式说明

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

1.2 主要作用

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

1.3享元模式的状态

内部状态(Intrinsic State)

在享元模式中可以共享的相同内容

外部状态(Extrinsic State)

而那些需要外部环境来设置的不能共享的内容

外部状态和内部状态是相互独立的,外部状态的变化不会引起内部状态的变化

由于区分了内部状态和外部状态,因此可以通过设置不同的外部状态使得相同的对象可以具有一些不同的特征,而相同的内部状态是可以共享的。

享元模式的本质是分离与共享

分离变与不变,并且共享不变

2. 模式优缺点

  • 模式的优点

  1、它可以极大减少内存中对象的数量,使得相同对象或相似对象在内存中只保存一份;
  2、享元模式的外部状态相对独立,而且不会影响其内部状态,从而使得享元对象可以在不同的环境中被共享。

  • 模式的缺点

  1、享元模式使得系统更加复杂,需要分离出内部状态和外部状态,这使得程序的逻辑复杂化;
  2、为了使对象可以共享,享元模式需要将享元对象的状态外部化,而读取外部状态使得运行时间变长。

3. 应用场景

  • 一个系统有大量相同或者相似的对象、

    由于这类对象的大量使用,造成内存的大量耗费;

  • 对象的大部分状态都可以外部化

    可以将这些外部状态传入对象中(细粒度对象);

  • 使用享元模式需要维护一个存储享元对象的享元池

    而这需要耗费资源,因此,应当在多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式。

    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

4. 实例讲解

4.1 实例概况

展示网站项目需求

组建一个家庭影院

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:

  1. 有客户要求以新闻的形式发布
  2. 有客户人要求以博客的形式发布
  3. 有客户希望以微信公众号的形式发布

问题分析

  1. 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

  1. 解决思路:

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

  1. 对于代码来说,由于是一份实例,维护和扩展都更加容易

4.2实例uml类图

4.3代码实现

享元工厂角色

这个角色主要负责创建和管理享元角色。判断是否存在符合要求的享元对象,如果存在则直接拿取,如果不存在的话就会创建一个享元对象并保存。

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();
    }
}

抽象享元角色

这个角色是所有享元角色的基类。提供需要实现的公共接口

public abstract class WebSite {
    public abstract void use(User user);//抽象方法
}

具体享元角色

继承于抽象享元角色。实现其抽象的接口。

//具体网站
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());
    }
}

外部状态

public class User {
    private String name;
    
    public User(String name) { super();
        this.name = name;
    }
    
    public String getName() { return name;
    }
    public void setName(String name) { this.name = name;
    }
}

客户端

负责调用并处理逻辑,且保存多有享元对象的状态

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());
    }
}

结果

网站的发布形式为:新闻 在使用中 .. 使用者是tom
网站的发布形式为:博客 在使用中 .. 使用者是jack
网站的发布形式为:博客 在使用中 .. 使用者是smith
网站的发布形式为:博客 在使用中 .. 使用者是king
网站的分类共=2

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