设计模式-11享元模式

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原创 2023-07-30 15:49:20 113 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

C++设计模式11：享元模式 享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，它通过共享对象来减少内存使用和提高性能。在该模式中，我们将需要共享的对象（如字母、数字、图形等）抽象成一个对象接口，然后通过工厂类来维护这些对象的唯一实例，并在需要的时候进行共享，避免了重复创建大量的对象。享元模式的核心思想是将一个对象的状态分成内部状态和外部状态。内部状态是可以共享的，而外部状态则需要通过参数传递进来。对于相同的内部状态，享元模式只会创建一次实例，并在需要的时候进行共享，从而节约了内存空间。阅读详情

享元模式

基本介绍：

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
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，则重新创建一个
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，可以从缓存池里拿，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化技术，String常量池、数据库连接池、缓冲池等等都是享元模式的应用，享元模式是池化技术的重要实现方式

主要角色说明：

在这里插入图片描述

Flyweight：是抽象的享元角色，他是产品的抽象类，同时定义出对象的内部状态和外部状态的接口或实现
ConreteFlyweight :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
UnSharedConreteFlyweight：是不可能共享的角色，一般不会出现在享元工厂
FlyweightFactory：享元工厂类，用于构建一个池化容器（集合），同时提供从池中获取对象方法
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。这里涉及到内部状态和外部状态了，即把对象的信息分为俩个部分：内部状态和外部状态
内部状态：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变化而变化
外部状态：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

案例：

根据不同的需要创建不同类型的网站
在这里插入图片描述

/**
 * 外部状态类
 */
public class User {
    private String name;

    public User(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}
//抽象类
public abstract class WebSite {
    abstract void use(User user);
}

public class ConcreteWebSite extends WebSite {

    //内部状态
    private String type;

    public ConcreteWebSite(String type) {
        this.type = type;
    }
    //user为外部状态
    public void use(User user) {
        System.out.println(type + "网站正在使用中" + "使用者" + user.getName());
    }
}

/**
 * 缓存池类，生产webSite
 */
public class WebSiteFactory {

    private Map<String,WebSite> pool = new HashMap<>();

    public WebSite getWebSite(String type){
        if(!pool.containsKey(type)){
            pool.put(type,new ConcreteWebSite(type));
        }
        return pool.get(type);
    }

    public int webSiteCount(){
        return pool.size();
    }

}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory();

        WebSite webSite1 = factory.getWebSite("新浪");
        User tom = new User("Tom");
        webSite1.use(tom);

        User jack = new User("jack");
        WebSite webSite2 = factory.getWebSite("博客");
        webSite2.use(jack);

        User lisi = new User("lisi");
        WebSite webSite3 = factory.getWebSite("博客");
        webSite3.use(lisi);

        User zhangsan = new User("zhangsan");
        WebSite webSite4 = factory.getWebSite("博客");
        webSite4.use(zhangsan);

        System.out.println("pool size is " + factory.webSiteCount());
    }
}

享元模式在JDK中的使用：

Integer类就使用到了享元模式

public class Example {

    public static void main(String[] args) {
        //-128 --127如果存在直接从缓存中获取
        Integer x = Integer.valueOf(127);
        Integer y = new Integer(127);

        Integer z = Integer.valueOf(127);
        Integer w = new Integer(127);

        System.out.println(x.equals(y)); //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
    }
}