享元设计模式

大树下躲雨

已于 2022-04-13 10:17:29 修改

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分类专栏：软件设计模式文章标签：设计模式享元设计模式池技术

于 2022-04-13 10:09:20 首次发布

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享元设计模式

一、享元设计模式

1、介绍

（1）享元模式（Flyweight Pattem）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

（2）常用于系统底层开发，解决系统的性能问题。例如：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

（3）享元模式能够解决重复对象的内存浪费问题，当系统中有大量相似对象，需要缓存池时，不需要总是创建新对象，可以充缓冲池里拿。这样可以降低系统内存，同时提高效率

（4）享元模式经典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

2、UML

在这里插入图片描述

Flyweight：抽象的享元角色，它是产品的抽象类，同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现

ConcreteFlyweight：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：不可共享的角色，一般不会出现在享元工厂

Flyweight：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

内部状态和外部状态：

（1）享元模式提出两个要求：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

（2）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（ConcreteFlyweight）

（3）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（UnsharedConcreteFlyweight）

下方享元设计模式案例：内部状态为属性“type”，外部状态则为“user”

3、注意事项和细节

（1）享元模式，“享”表示共享，“元”表示对象

（2）系统中有大量对象，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是，考虑选用享元模式

（3）用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象，用HashMap/HashTable存储

（4）享元模式大大减少对象的创建，降低程序内存的占用，提高效率

（5）享元模式提高了系统的复杂度。需要分离出内部状态和外部状态，而内部状态具有固化特性，不会随着外部状态的改变而改变。

（6）使用享元模式，注意划分内部状态和外部状态，并且需要有一个工厂类加以控制

（7）享元模式经典的应用场景是需要缓存池的场景，例如：String常量池，数据库连接池

二、享元设计模式案例

1、介绍

抽象类“Article”为抽象的享元角色，内部定义了内部状态（属性type）和外部状态（对象User）
类“ConcreteArticle”为具体的享元角色，实现了抽象类“Article”
类“User”为不可共享的享元角色，会随着环境的变换而改变
类“ArticleFactory”是一个享元对象池，当需要对象时可以从享元对象池中获取，如果没有则创建一个并添加到池中
类“Client”为客户端，用于测试

2、UML

在这里插入图片描述

3、代码

/**
 * @description: 文章
 * @author: dashu
 * @create: 17:33
 */
public abstract class Article {

    /**
     * 共享部分；内部状态
     *
     *
     * <p>
     * 文章发布的形式
     */
    public String type;


    public Article(String type){
        this.type = type;
    }

    /**
     * 阅读文章
     * @param user 用户
     */
    public abstract void browse(User user);

}

/**
 * @description: 具体的文章
 * @author: dashu
 * @create: 17:34
 */
public class ConcreteArticle extends Article{


    public ConcreteArticle(String type) {
        super(type);
    }

    /**
     * 阅读文章
     * @param user 用户
     */
    @Override
    public void browse(User user) {
        System.out.println("文章发布的形式为：" + type + "，阅读者：" + user.getName());
    }


}

import java.util.HashMap;

/**
 * @description: 文章工厂
 * @author: dashu
 * @create: 17:37
 */
public class ArticleFactory {

    private HashMap<String, Article> pool;


    public ArticleFactory() {
        pool = new HashMap<String, Article>();
    }


    /**
     * 根据文章发布的类型，返回一个文章，如果没有就创建一个文章，并放入到池中，并返回
     * @param type
     * @return
     */
    public Article getArticle(String type){
        if (!pool.containsKey(type)){
            pool.put(type, new ConcreteArticle(type));
        }
        return pool.get(type);
    }


    /**
     * 返回文章发布类型的总数（池中有多少个文章发布类型）
     * @return
     */
    public int getArticleCount(){
        return pool.size();
    }

}

/**
 * @description: 用户
 * @author: dashu
 * @create: 12:58
 */
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;
    }
}

/**
 * @description: 客户端
 * @author: dashu
 * @create: 12:58
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        ArticleFactory articleFactory = new ArticleFactory();

        Article gzh = articleFactory.getArticle("公众号");
        gzh.browse(new User("tom"));


        Article bk = articleFactory.getArticle("博客");
        bk.browse(new User("jek"));


    }

}