设计模式之享元模式

享元模式 <= 池技术

对象分配 = > 创建四个一样的对象 或?者 四个用同一个对象
享元模式 = 工厂模式 + 池
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

1) 直接复制粘贴一份,然后根据客户不同要求,进行定制修改
2) 给每个网站租用一个空间
3) 方案设计示意图
图片说明
出现问题

  • 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
  • 解决思路:整合到一个网站***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
  • 对于代码来说,由于是一份实例,维护和扩展都更加容易
  • 上面的解决思路就可以使用 享元模式 来解决

享元模式基本介绍

  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
    图片说明

享元模式的原理类图

图片说明
对原理图的说明-即(模式的角色及职责)

  • 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
  • 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
  • UnSharedConcreteFlyWeight 是不可共享的角色,一般不会出现在享元工厂。
  • FlyWeightFactory 享元工厂类,用于构建一个池容器(集合), 同时提供从池中获取对象方法

内部状态type和外部状态user

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

  • 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
  • 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
  • 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。
  • 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
    图片说明
import java.util.HashMap;
abstract class WebSite{
    //抽象方法
    public abstract void use(User user);
}
//外部形式
class User{
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

//具体的website
class ConcreteWebSite extends WebSite{
    private String type="";//网站的发布形式  内部形式
    @Override
    public void use(User user) {
        System.out.println(user.getName()+"发布形式:"+type);
    }
    public ConcreteWebSite(String type) {
        this.type = type;
    }
}
//网站工厂
class WebSiteFactory{
    //池
    private HashMap<String,ConcreteWebSite> pool = new HashMap<String,ConcreteWebSite>();
    //根据网站类型,返回一个网站,如果没有就创建一个网站,并放入到池中
    public WebSite getWebSiteCategory(String type){
        if(pool.containsKey(type)) {
            WebSite webSite = pool.get("type");
            return webSite;
        }
        else {
            //可以在ConcreteWebSite上 做文章
            ConcreteWebSite webSite = new ConcreteWebSite(type);
            pool.put(type,webSite);
            return webSite;
        }
    }
}
public class AppTest{
    public static void main(String[] args) {
        WebSiteFactory wbs = new WebSiteFactory();
        WebSite webSite = wbs.getWebSiteCategory("新闻");
        User user = new User();
        user.setName("cznczai");
        webSite.use(user);
    }
}

JDK Integer 应用源码分析

常量池拿还是new出来的

package com.atguigu.jdk;
public class FlyWeight {
public static void main(String[] args) {
//如果  Integer.valueOf(x) x 在    -128 --- 127 直接,就是使用享元模式返回,如果不在

//范围类,则仍然 new
//小结:
//1. 在 valueOf 方法中,先判断值是否在 IntegerCache 中,如果不在,就创建新的 Integer(new),  否则,就直接从 缓存池返回
//2. valueOf 方法,就使用到享元模式
//3. 如果使用 valueOf 方法得到一个 Integer 实例,范围在 -128 - 127  ,执行速度比 new 快

Integer x = Integer.valueOf(127);
// 得到 x 实例,类型 Integer Integer y = new Integer(127); 
// 得 到 y 实 例 , 类 型 Integer Integer z = Integer.valueOf(127);//..
Integer w = new Integer(127);

System.out.println(x.equals(y)); // 大小,true System.out.println(x == y ); 
//false System.out.println(x == z ); 
// true System.out.println(w == x ); 
// false System.out.println(w == y ); // false
Integer x1 = Integer.valueOf(200); 
Integer x2 = Integer.valueOf(200);

常量池
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