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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。

原理类图

在这里插入图片描述
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

补充说明：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。

类图实例

在这里插入图片描述

代码实例

享元角色

public abstract class WebSite {
    public abstract void use(User user);
}

ConcreteWebSite 是具体的享元角色

public class ConcreteWebSite extends WebSite {
    //共享的部分,内部状态
    private String type = "";

    public ConcreteWebSite(String type) {
        this.type = type;
    }
    @Override
    public void use(User user) {
        System.out.println("网站的发布形式为：" + type + "在使用者为" + user.getName());
    }
}

WebSiteFactory 享元工厂类

//网站工厂类，根据需要返回一个网站 
public class WebSiteFactory {

    //集合，充当池的作用
    private HashMap<String, ConcreteWebSite> pool = new HashMap<>();

    //根据网站的类型，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)) {
            //就创建一个网站，并放入到池中
            pool.put(type, new ConcreteWebSite(type));
        }
        return (WebSite) pool.get(type);
    }

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

User :外部状态

public class User {

    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

测试用例

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个工厂类
        WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory();
        WebSite webSite1 = factory.getWebSiteCategory("新闻");
        User user1 = new User();
        user1.setName("tom");
        webSite1.use(user1);

        WebSite webSite2 = factory.getWebSiteCategory("博客");
        User user2 = new User();
        user2.setName("jim");
        webSite2.use(user2);

        System.exit(0);
    }
}

享元模式在JDK-Integer的应用源码分析

测试用例

public class FlyWeight {
    public static void main(String[] args) {
        Integer x = Integer.valueOf(127);
        Integer y = new Integer(127);
        Integer z = Integer.valueOf(129);
        Integer w = new Integer(127);
        System.out.println(x.equals(y));
        System.out.println(x == y);
        System.out.println(x == z);
        System.out.println(w == z);
        System.out.println(w == y);
    }
}

执行结果

true
false
true
false
false

点击Integer.valueOf()方法，查看源码
在这里插入图片描述
点击InegerCache.low,查看InegerCache中，low=-128，high=127，如果Integer.valueOf（x） x 在 -128 ~ 127 就是使用享元模式，如果不在这个范围内，则仍然new 一个新对象。

总结