设计模式之享元设计模式

• 享元设计模式（Flyweight Pattern）

  • 属于结构型模式，主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式
  • 享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象

• 应用场景

  • Java中的String，如果字符串常量池里有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串常量池里面
  • 数据库连接池、线程池等
  • 如果系统有大量相似对象，或者需要缓冲池的时候可以使用享元设计模式，也就是大家说的池化技术
  • 如果发现某个对象的生成了大量细粒度的实例，并且这些实例除了几个参数外基本是相同的，如果把那些共享参数移到类外面，在方法调用时将他们传递进来，就可以通过共享对象，减少实例的个数

• 内部状态

  • 不会随环境的改变而有所不同，是可以共享的

• 外部状态

  • 不可以共享的，它随环境的改变而改变，因此外部状态是由客户端来保持（因为环境的变化一般是由客户端引起的）

• 角色

  • 抽象享元角色：为具体享元角色规定了必须实现的方法，而外部状态就是以参数的形式通过此方法传入

  • 具体享元角色：实现抽象角色规定的方法。如果存在内部状态，就负责为内部状态提供存储空间

  • 享元工厂角色：负责创建和管理享元角色。要想达到共享的目的，这个角色的实现是关键

  • 客户端角色：维护对所有享元角色的引用，而且还需要储存对应的外部状态
    

• 代码示例

  import java.util.HashMap;
  import java.util.Map;
  
  class Company {
      private String name;
  
      public Company(String name) {
          this.name = name;
      }
  
      public String getName() {
          return name;
      }
  
      public void setName(String name) {
          this.name = name;
      }
  }
  
  abstract class CloudWebsite {
      public abstract void run(Company company);
  }
  
  class ConcreteWebsite extends CloudWebsite {
  
      private String category;
  
      public ConcreteWebsite(String category) {
          this.category = category;
      }
  
      @Override
      public void run(Company company) {
          System.out.println("网站分类：" + category + "，公司：" + company.getName());
      }
  }
  
  /**
   * 工厂
   */
  class WebsiteFactory {
  
      // map里面key是分类
      private Map<String, ConcreteWebsite> map = new HashMap<>();
  
      public CloudWebsite getWebsiteByCategory(String category) {
          if (map.containsKey(category)) {
              return map.get(category);
          } else {
              ConcreteWebsite concreteWebsite = new ConcreteWebsite(category);
              map.put(category, concreteWebsite);
              return concreteWebsite;
          }
      }
  
      public int getWebsiteCategorySize() {
          return map.size();
      }
  }
  
  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          WebsiteFactory factory = new WebsiteFactory();
  
          CloudWebsite website1 = factory.getWebsiteByCategory("项目A");
          website1.run(new Company("公司1"));
          CloudWebsite website2 = factory.getWebsiteByCategory("项目A");
          website2.run(new Company("公司2"));
  
          System.out.println(factory.getWebsiteCategorySize());
      }
  }
  

• 优点

  • 大大减少了对象的创建，降低了程序内存的占用，提高效率

• 缺点

  • 提高了系统的复杂度，需要分离出内部状态和外部状态

• 注意划分内部状态和外部状态，否则可能会引起线程安全问题，必须有一个工厂类加以控制

• 享元设计模式和原型、单例模式的区别

  • 原型设计模式是指定创建对象的种类，然后通过拷贝这些原型来创建新的对象
  • 单例设计模式保证一个类仅有一个实例