Java设计模式(13):享元模式(蝇量模式)

2024-06-21 02:32

本文主要是介绍Java设计模式(13):享元模式(蝇量模式),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

13,享元模式(FlyWeight)

13.1,问题引入

13.1.1,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的朋友觉得效果不错,也需要这样的产品展示网站,但是需求有些变化:

  • 有客户要求以新闻的形式发布
  • 有客户要求以博客的形式发布
  • 有客户要求以微信小程序的形式发布

13.1.2,传统方式解决网站项目

  • 直接将项目复制一份,根据不同客户的需求,进行定制化修改
    在这里插入图片描述

13.1.3,问题分析

  • 需要的网站相似度很高,而且都不是高访问量网站,如果分成多个虚拟机进行部署,相当于一个相同网站的实例有很多,造成服务器资源浪费
  • 可以将代码和数据整合到一个网站中,对于硬盘,内存,CPU等资源进行共享,减少服务器资源

13.2,享元模式基本概述

  • 享元模式,也叫蝇量模式:运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象。“享”表示共享,“元”表示对象
  • 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,里面都是已经创建好的数据库连接对象,这些连接对象在我们需要的时候可以直接拿来用,避免重新创建,如果没有我们需要的,则新创建一个
  • 享元模型能够解决重复对象的内存浪费问题,当系统中存在大量的对象需要缓冲池时。不需要不断的创建新对象,可以直接从缓冲池中拿。可以降低系统内存,提升效率。如JVM中的常量池
  • 在JDK中的应用,Integer的缓存池-127~127

13.3,类图

在这里插入图片描述

  • FlyWeightFactory:享元工厂,用于提供一个池容器,并从池中获取对象的方法
  • IFlyWeight:享元抽象接口,提供产品的抽象接口,并同时定义出对象内部状态和外部状态的接口和实现
  • FlyWeight:具体享元角色,共享的角色,即具体的产品类,实现内部状态,内部状态角色是被享元工厂托管的角色
  • UnsharedFlyWeight:特殊享元角色,不可共享的角色,实现外部状态,该部分不会被享元工厂托管

13.4,内部状态和外部状态

  • 享元模式提出了两个要求:细粒度和共享对象,这就涉及到内部状态和外部状态了
  • 内部状态是对象共享出来的信息,存储在享元对象内并不会随着环境的不同而改变
  • 外部状态是对象得以依赖的一个标记,随环境改变而改变,不可共享的状态
  • 举例:围棋理论上是有361个空位可以放棋子,每盘棋都有可能有两三百个棋子产生,因为内存空间有限,一台服务器很难支撑更多的玩家玩围棋游戏,如果用享元模式来处理棋子,则棋子对象减少到两个,空棋盘共用,具体的棋盘布局是特殊角色

13.5,代码实现

  • IFlyWeight:享元角色顶层类

    package com.self.designmode.flyweight;/*** 享元模式顶层接口* @author PJ_ZHANG* @create 2020-08-22 21:16**/
    public interface IFlyWeight {void use();void setUnsharedFlyWeight(UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight);}
    
  • FlyWeight:具体角色

    package com.self.designmode.flyweight;/*** 享元模式: 具体角色* @author PJ_ZHANG* @create 2020-08-22 21:20**/
    public class FlyWeight implements IFlyWeight {private String type = "";private UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight = null;public FlyWeight(String type) {this.type = type;}@Overridepublic void use() {System.out.println("享元具体角色: " + type);if (null != unsharedFlyWeight) {unsharedFlyWeight.use();}}@Overridepublic void setUnsharedFlyWeight(UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight) {this.unsharedFlyWeight = unsharedFlyWeight;}}
    
  • UnsharedFlyWeight:特殊角色

    package com.self.designmode.flyweight;/*** 享元模式: 特殊角色* @author PJ_ZHANG* @create 2020-08-22 21:26**/
    public class UnsharedFlyWeight implements IFlyWeight {private String type = "";private UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight = null;public UnsharedFlyWeight(String type) {this.type = type;}@Overridepublic void use() {System.out.println("享元特殊角色: " + type);if (null != unsharedFlyWeight) {unsharedFlyWeight.use();}}@Overridepublic void setUnsharedFlyWeight(UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight) {this.unsharedFlyWeight = unsharedFlyWeight;}}
    
  • FlyWeightFactory:享元工厂

    package com.self.designmode.flyweight;import java.util.Map;
    import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;/*** 享元工厂, 获取具体享元角色* @author PJ_ZHANG* @create 2020-08-22 21:16**/
    public class FlyWeightFactory {private static Map<String, FlyWeight> map = new ConcurrentHashMap<>(16);private static Map<String, UnsharedFlyWeight> unsharedMap = new ConcurrentHashMap<>(16);public static FlyWeight getFlyWeight(String type) {if (!map.containsKey(type)) {map.put(type, new FlyWeight(type));}return map.get(type);}public static UnsharedFlyWeight getUnsharedFlyWeight(String type) {if (!unsharedMap.containsKey(type)) {unsharedMap.put(type, new UnsharedFlyWeight(type));}return unsharedMap.get(type);}}
    
  • Client:客户端

    package com.self.designmode.flyweight;/*** 享元模式* @author PJ_ZHANG* @create 2020-08-22 21:02**/
    public class Client {public static void main(String[] args) {FlyWeight flyWeight = FlyWeightFactory.getFlyWeight("新闻");UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight = FlyWeightFactory.getUnsharedFlyWeight("特殊");flyWeight.setUnsharedFlyWeight(unsharedFlyWeight);flyWeight.use();System.out.println("----------------------------");flyWeight = FlyWeightFactory.getFlyWeight("博客");unsharedFlyWeight = FlyWeightFactory.getUnsharedFlyWeight("特殊");flyWeight.setUnsharedFlyWeight(unsharedFlyWeight);flyWeight.use();System.out.println("----------------------------");flyWeight = FlyWeightFactory.getFlyWeight("小程序");unsharedFlyWeight = FlyWeightFactory.getUnsharedFlyWeight("特殊");flyWeight.setUnsharedFlyWeight(unsharedFlyWeight);flyWeight.use();System.out.println("----------------------------");}}
    

13.6,注意事项及细节

  • 当系统中存在大量对象,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,可以考虑使用享元模式
  • 享元模式可以大大减少对象的创建,降低了程序内存的占用,提高效率
  • 享元模式提高了系统复杂度。需要分离出内部状态和外部状态,外部状态具有固化特性,不会随着内部状态的改变而改变,这是使用享元模式需要注意的问题
  • 享元模式的经典使用场景:String常量池,数据库连接池,线程池

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http://www.chinasem.cn/article/1079955

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