Java设计模式—享元模式
享元模式:是池技术的重要实现方式。
定义如下:
使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。
个人理解:享元模式利用共享对象的技术,解决了Java中内存溢出的问题。
享元模式的定义为我们提出了两个要求:细粒度的对象和共享对象。我们知道分配太多的对象到应用程序中将有损程序的性能,同时还容易造成内存溢出,那怎么避免呢?就是享元模式提到的共享技术。我们先来了解一下对象的内部状态和外部状态。要求细粒度对象,那么不可避免地使得对象数量多且性质相近,那我们就将这些对象的信息分为两个部分:内部状态(intrinsic)与外部状态(extrinsic)。
● 内部状态
内部状态是对象可共享出来的信息,存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变,如我们例子中的id、post Address等,它们可以作为一个对象的动态附加信息,不必直接储存在具体某个对象中,属于可以共享的部分。
● 外部状态
外部状态是对象得以依赖的一个标记,是随环境改变而改变的、不可以共享的状态,是唯一的一个索引值。
通用类图如下:
包含角色:
● Flyweight——抽象享元角色
它简单地说就是一个产品的抽象类,同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。
● Concrete Flyweight——具体享元角色
具体的一个产品类,实现抽象角色定义的业务。该角色中需要注意的是内部状态处理应该与环境无关,不应该出现一个操作改变了内部状态,同时修改了外部状态,这是绝对不允许的。
● unshared Concrete Flyweight——不可共享的享元角色
不存在外部状态或者安全要求(如线程安全)不能够使用共享技术的对象,该对象一般不会出现在享元工厂中。
● Flyweight Factory——享元工厂
职责非常简单,就是构造一个池容器,同时提供从池中获得对象的方法。
通用源代码如下:
抽象享元角色 public abstract class Flyweight { //内部状态 private String intrinsic; //外部状态 protected final String Extrinsic; //要求享元角色必须接受外部状态 public Flyweight(String _Extrinsic){ this.Extrinsic = _Extrinsic; } //定义业务操作 public abstract void operate(); //内部状态的getter/setter public String get Intrinsic() { return intrinsic; } public void set Intrinsic(String intrinsic) { this.intrinsic = intrinsic; } }<span style="font-size:18px;"> </span>
抽象享元角色一般为抽象类,在实际项目中,一般是一个实现类,它是描述一类事物的方法。在抽象角色中,一般需要把外部状态和内部状态(当然了,可以没有内部状态,只有行为也是可以的)定义出来,避免子类的随意扩展。
具体享元角色 public class Concrete Flyweight1 extends Flyweight{ //接受外部状态 public Concrete Flyweight1(String _Extrinsic){ super(_Extrinsic); } //根据外部状态进行逻辑处理 public void operate(){ //业务逻辑 } } public class Concrete Flyweight2 extends Flyweight{ //接受外部状态 public Concrete Flyweight2(String _Extrinsic){ super(_Extrinsic); } //根据外部状态进行逻辑处理 public void operate(){ //业务逻辑 } }
实现自己的业务逻辑,然后接收外部状态,以便内部业务逻辑对外部状态的依赖。注意,我们在抽象享元中对外部状态加上了final关键字,防止意外产生,什么意外?
获得了一个外部状态,然后无意修改了一下,池就混乱了!
享元工厂 public class Flyweight Factory { //定义一个池容器 private static Hash Map<String,Flyweight> pool= new Hash Map<String,Flyweight //享元工厂 public static Flyweight get Flyweight(String Extrinsic){ //需要返回的对象 Flyweight flyweight = null; //在池中没有该对象 if(pool.contains Key(Extrinsic)){ flyweight = pool.get(Extrinsic); }else{ //根据外部状态创建享元对象 flyweight = new Concrete Flyweight1(Extrinsic); //放置到池中 pool.put(Extrinsic, flyweight); } return flyweight; } }
享元模式的优点和缺点:
享元模式是一个非常简单的模式,它可以大大减少应用程序创建的对象,降低程序内存的占用,增强程序的性能,但它同时也提高了系统复杂性,需要分离出外部状态和内部状态,而且外部状态具有固化特性,不应该随内部状态改变而改变,否则导致系统的逻辑混乱。
使用场景:
● 系统中存在大量的相似对象。
● 细粒度的对象都具备较接近的外部状态,而且内部状态与环境无关,也就是说对象没有特定身份。
● 需要缓冲池的场景。