设计模式——享元模式

介绍

主要用于减少创建对象得数量，以减少内存占用和提高性能。

意图

减少对象的创建，尽量共享同一元素。

解决

当jvm内存中对象太多时，可能会造成内存溢出情况，我们将其中共同的对象抽象出来（即不用一个个的都创建对象），之后有相同的业务请求过来时，返回一个内存中有得对象，避免重新创建。

优点

1. 大大减少对象得创建，降低重复内存，提供使用效率。

缺点

1. 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

使用场景

1. 内存中的string字符串，如果有则返回该字符串地址，没有则在内存中分配，再返回地址；
2. 数据库连接池。

UML

示例

定义一个画图得接口 Shape.java

package cn.geoaryblog.design.cretedg.flyweight;

public interface Shape {
    void draw();
}

圆 这个对象，之后要画得就是他， Circle.java

package cn.geoaryblog.design.cretedg.flyweight;

public class Circle implements Shape{
    private String color;
    private int x;
    private int y;
    private int radius;

    public Circle(String color) {
        this.color = color;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public int getX() {
        return x;
    }

    public void setX(int x) {
        this.x = x;
    }

    public int getY() {
        return y;
    }

    public void setY(int y) {
        this.y = y;
    }

    public int getRadius() {
        return radius;
    }

    public void setRadius(int radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Circle{" +
                "color='" + color + '\'' +
                ", x=" + x +
                ", y=" + y +
                ", radius=" + radius +
                '}');
    }
}

画图工厂，用于动态生成圆对象 ShapeFactory.java

package cn.geoaryblog.design.cretedg.flyweight;

import java.util.HashMap;

public class ShapeFactory {
    
    private static final HashMap<String, Shape> circleMap = new HashMap<>();
    // 添加 synchronized 线程锁，防止在多线程情况下生成多个对象
    public static synchronized Shape getCircle(String color){
        Circle circle = (Circle) circleMap.get(color);
        if(circle == null){
            circle = new Circle(color);
            circleMap.put(color, circle);
            System.out.println("创建成功"+color);
        }
        return circle;
    }
}

客户端 Client.java

package cn.geoaryblog.design.cretedg.flyweight;

public class Client {

    private static final String colors[] = {"red", "green", "blue", "white", "black"};

    private static String getRandomColor() {
        return colors[(int) (Math.random() * colors.length)];
    }

    private static int getRandomX() {
        return (int) (Math.random() * 100);
    }

    private static int getRandomY() {
        return (int) (Math.random() * 100);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 10个线程每个线程生成30个对象
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 30; j++) {
                    Circle circle = (Circle) ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());
                    circle.setX(getRandomX());
                    circle.setY(getRandomY());
                    circle.draw();
                }
            }).start();
        }
        /*for (int i = 0; i < 30; i++) {
            Circle circle = (Circle) ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());
            circle.setX(getRandomX());
            circle.setY(getRandomY());
            circle.draw();
        }*/
    }
}

执行结果：

创建成功white
创建成功red
Circle{color='white', x=33, y=98, radius=0}
Circle{color='white', x=29, y=9, radius=0}
创建成功blue
Circle{color='red', x=71, y=18, radius=0}
创建成功black
Circle{color='blue', x=51, y=44, radius=0}
创建成功green
Circle{color='red', x=6, y=35, radius=0}
Circle{color='green', x=87, y=18, radius=0}
Circle{color='green', x=48, y=68, radius=0}
Circle{color='black', x=63, y=63, radius=0}
Circle{color='black', x=89, y=79, radius=0}
Circle{color='red', x=66, y=11, radius=0}
Circle{color='blue', x=71, y=4, radius=0}
Circle{color='blue', x=22, y=61, radius=0}
Circle{color='black', x=69, y=4, radius=0}
... ...
Circle{color='green', x=3, y=10, radius=0}
Circle{color='black', x=1, y=14, radius=0}
Circle{color='black', x=65, y=58, radius=0}
Circle{color='red', x=22, y=31, radius=0}
Circle{color='white', x=65, y=49, radius=0}
Circle{color='green', x=17, y=57, radius=0}
Circle{color='red', x=62, y=49, radius=0}
Circle{color='green', x=83, y=37, radius=0}
Circle{color='black', x=18, y=50, radius=0}
Circle{color='black', x=52, y=76, radius=0}
Circle{color='black', x=44, y=10, radius=0}
Circle{color='white', x=48, y=72, radius=0}
Circle{color='black', x=85, y=47, radius=0}
Circle{color='red', x=90, y=21, radius=0}

Process finished with exit code 0