享元模式的简单使用
前言
享元模式是一种软件设计模式,是对象池的一种实现,其目的在于尽可能的减少内存的使用量,内存属于稀缺资源,如果在一个系统中有很多个完全相同或相似的对象,我们就可以使用享元模式,让他们共享一份内存,不必每个都去实例化对象,从而节省内存,其实现共享的关键在于区分内部和外部状态,内部可共享,外部不可共享,从而实现高效重用。
角色扮演
FlyWeight: 抽象享元类,可以使一个接口也可以是抽象类,声明方法用于提供内部状态和设置外部状态。
DisparateObject:不可共享的状态类,用于享元对象内差异的部分。
ConcreteFlyWeight:具体享元类,为内部状态提供成员变量的存储。
FlyWeightFactory:享元工厂类,创建并管理享元对象,一般管理Map类似的键值对象。
适用场景
系统中存在大量的相似对象,或者需要缓冲池的场景,亦或是细粒度的对象都具备相似的外部状态,而且内部状态与环境无关的场景;换言之,能够共享数据对象的场景,应该避免多次new对象,而应该考虑复用对象。
Demo
抽象一个简单的业务流程:红牛每瓶饮料都会有一个二维码,扫描二维码就知道是否中奖,我们简化二维码为中奖文字,都会在瓶盖上,瓶盖的形状和颜色是可以提取为相似的部分的,然后中奖信息每个瓶盖都不一样,所以为有差异的非共享成员,那么简单的实现一下这个场景。
首先抽象出一个享元接口BottleCap:
package com.demo.flyweight;
/**
* Created by italkbb on 2018/1/18.
*/
public interface BottleCap {
// 瓶盖分为多种颜色
String getColor();
// 瓶盖里二维码信息
String disQRContent(QRContent qrConten);
}
然后定义一个不能共享的QRContent对象,代表每个瓶盖里面的二维码信息。
package com.demo.flyweight;
import java.util.Random;
import java.util.UUID;
/**
* Created by italkbb on 2018/1/18.
*/
class QRContent {
// 二维码信息
private String mQRContent;
// 唯一UUID
private String mUUid;
public QRContent(){
mUUid = String.valueOf(UUID.randomUUID());
}
public String getmQRContent() {
mQRContent = "二维码唯一ID:" + mUUid + "\n" + "根据ID得到中奖信息:" + (new Random().nextInt(6) + 1) + "等奖";
return mQRContent;
}
public void setmQRContent(String mQRContent) {
this.mQRContent = mQRContent;
}
}
其实这个QR对象就是一般对象,因为其不具备共享的条件,所以就不需要实现享元接口,接下来我们定义可共享的具体享元类ConcreteBottleCap:
package com.demo.flyweight;
/**
* Created by italkbb on 2018/1/18.
*/
public class ConcreteBottleCap implements BottleCap{
private String mColor;
public ConcreteBottleCap(String color){
super();
this.mColor = color;
}
@Override
public String getColor() {
return mColor;
}
@Override
public String disQRContent(QRContent qrContent) {
return "瓶盖颜色:" + this.mColor + "\n" + "二维码内容:" + qrContent.getmQRContent();
}
}
根据角色扮演部分的组成元素,我们还需要定义享元工厂类BottleFlyWeightFactory:
package com.demo.flyweight;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* Created by italkbb on 2018/1/18.
*/
public class BottleFlyWeightFactory {
//享元池
private static Map<String,BottleCap> map=new HashMap<String,BottleCap>();
public static BottleCap getBottleCap(String color){
if(map.get(color)!=null){
return map.get(color);
}else{
BottleCap cfw=new ConcreteBottleCap(color);
map.put(color, cfw);
return cfw;
}
}
}
接下来就是怎么使用了:
BottleCap bottleCap1 = BottleFlyWeightFactory.getBottleCap("蓝色");
BottleCap bottleCap2 = BottleFlyWeightFactory.getBottleCap("蓝色");
// 享元成员
Log.e("zkh1",bottleCap1+"");
Log.e("zkh2",bottleCap2+"");
// 这里是对象有差异的元素
Log.e("获奖结果",bottleCap1.disQRContent(new QRContent()));
Log.e("获奖结果",bottleCap2.disQRContent(new QRContent()));
我们来看看打印结果:
01-18 18:14:21.348 28974-28974/teltplay.example.com.kotlindemo E/zkh1: com.demo.flyweight.ConcreteBottleCap@dbe1091
01-18 18:14:21.348 28974-28974/teltplay.example.com.kotlindemo E/zkh2: com.demo.flyweight.ConcreteBottleCap@dbe1091
01-18 18:14:21.349 28974-28974/teltplay.example.com.kotlindemo E/获奖结果: 瓶盖颜色:蓝色
二维码内容:二维码唯一ID:2767e830-95c4-4c2c-9d81-83278e837d8b
根据ID得到中奖信息:3等奖
01-18 18:14:21.349 28974-28974/teltplay.example.com.kotlindemo E/获奖结果: 瓶盖颜色:蓝色
二维码内容:二维码唯一ID:821ad12b-dbd4-4c57-a8cf-d90d57e6599d
根据ID得到中奖信息:5等奖
结果已经很明显了吧。
后记
享元模式大幅度的降低了内存的使用数量,但是也牺牲了一些东西,比如逻辑复杂了,我们共享了部分变量又区别对待了不能共享的部分,其次对于外部对象,读取消耗的时间会比正常访问长一些,协调利弊才是使用设计模式的检验标准。