享元模式
展示网站项目需求
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:
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
传统方案解决网站展现项目
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1936533/202012/1936533-20201218211637802-1769226205.png)
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
2) 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
3) 对于代码来说,由于是一份实例,维护和扩展都更加容易
4) 上面的解决思路就可以使用 享元模式 来解决
基本介绍
1) 享元模式(Flyweight Pattern) 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
2) 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
3) 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
4) 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
String 用的就是享元模式:
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1936533/202012/1936533-20201218212022903-305365445.png)
享元模式的原理类图
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1936533/202012/1936533-20201218212251930-1790245535.png)
原理图的说明-即(模式的角色及职责)
1) 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
2) ConcreteFlyWeight 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
3) UnSharedConcreteFlyWeight 是不可共享的角色,一般不会出现在享元工厂。
4) FlyweightFactory 享元工厂类,用于构建一个池容器,同时提供从池中获取对象的方法
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
1) 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,即将对象的信息分为两个部分:内部状态和外部状态
2) 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
3) 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。
4) 举个例子:围棋理论上有361个空位可以放棋子,每盘棋都有可能有两三百个棋子对象产生,因为内存空间有限,一台服务器很难支持更多的玩家玩围棋游戏,如果用享元模式来处理棋子,那么棋子对象就可以减少到只有两个实例,这样就很好的解决了对象的开销问题
享元模式应用实例
1) 应用实例要求
使用享元模式完成,前面提出的网站外包问题
2) 思路分析和图解(类图)
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1936533/202012/1936533-20201218214222913-1799833741.png)
3) 代码实现
网站抽象类:
public abstract class WebSite { public abstract void use(User user);//抽象方法 }
具体网站的类:
//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) { // TODO Auto-generated method stub 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:使用网站就从工厂里取就行了
// 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(); } }
User 用户类: 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; } }
测试:客户端
public class Client { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub // 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()); } }
享元模式在JDK-Interger的应用源码分析
1) Integer中的享元模式
2) 代码分析+Debug源码+说明
先看一个示例:
![](https://img2020.cnblogs.com/blog/1936533/202012/1936533-20201218214812220-4706987.png)
如果有一些疑问的话,看源码:
所以,如果给的值不在范围内:
因为不在范围内,给的是new的新的值
享元模式的注意事项和细节
1) 在享元模式这样理解,“享”就表示共享,“元”表示对象
2) 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
3) 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
4) 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
5) 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.
6) 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。
7) 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
《三体》中有句话——弱小和无知不是生存的障碍,傲慢才是。
所以我们不要做一个小青蛙