享元模式(Flyweight Pattern)(轻量级)(共享元素)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。这种类型的设计模式属于结构型模式,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。
基本介绍
意图:运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
主要解决:在有大量对象时,有可能会造成内存溢出,我们把其中共同的部分抽象出来,如果有相同的业务请求,直接返回在内存中已有的对象,避免重新创建。
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何时使用:
- 1、系统中有大量对象。
- 2、这些对象消耗大量内存。
- 3、这些对象的状态大部分可以外部化。
- 4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组,当把外蕴对象从对象中剔除出来时,每一组对象都可以用一个对象来代替。
- 5、系统不依赖于这些对象身份,这些对象是不可分辨的。
如何解决: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。
关键代码:用 HashMap 存储这些对象。
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应用实例:
- 1、JAVA 中的 String,如果有则返回,如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。
- 2、数据库的数据池。
优点:大大减少对象的创建,降低系统的内存,使效率提高。
缺点:提高了系统的复杂度,需要分离出外部状态和内部状态,而且外部状态具有固有化的性质,不应该随着内部状态的变化而变化,否则会造成系统的混乱。
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使用场景:
- 1、系统有大量相似对象。
- 2、需要缓冲池的场景。
注意事项:
- 1、注意划分外部状态和内部状态,否则可能会引起线程安全问题。
- 2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。
概括
基本介绍
@H_301_96@
享元模式的原理类图
对类图的说明
对原理图的说明-即(模式的角色及职责)
内部状态和外部状态
比如围棋、五子棋、跳棋,它们都有大量的棋子对象,围棋和五子棋只有黑白两色,跳棋颜色多一点,所以棋子颜色就是棋子的内部状态;而各个棋子之间的差别就是位置的不同,当我们落子后,落子颜色是定的,但位置是变化的,所以棋子坐标就是棋子的外部状态
@H_301_96@我的理解
它使用共享物件,用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯给尽可能多的相似物件;它适合用于只是因重复而导致使用无法令人接受的大量内存的大量物件。通常物件中的部分状态是可以分享。常见做法是把它们放在外部数据结构,当需要使用时再将它们传递给享元。
有则共享,无则创造。
应用实例
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 的朋友感觉效果不错,也希望做这样的产品展示网站,但是要求都有些不同:
使用传统方案
@H_301_96@
传统方案解决网站展现项目-问题分析
@H_301_96@使用享元模式
@H_301_96@使用享元模式完成,前面提出的网站外包问题
代码实现:
WebSite
package com.nemo.flyweight;
public abstract class WebSite {
public abstract void use(User user);//抽象方法
}
ConcreteWebSite
package com.nemo.flyweight;
//具体网站
public class ConcreteWebSite extends WebSite {
//共享的部分,内部状态
private String type = ""; //网站发布的形式(类型)
//构造器
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 + " 在使用中 .. 使用者是" + user.getName());
}
}
WebSiteFactory
package com.nemo.flyweight;
import java.util.HashMap;
// 网站工厂类,根据需要返回压一个网站
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,并返回
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);
}
//获取网站分类的总数 (池中有多少个网站类型)
public int getWebSiteCount() {
return pool.size();
}
}
User
package com.nemo.flyweight;
public class User {
private String name;
public User(String name) {
super();
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
Client
package com.nemo.flyweight;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个工厂类
WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory();
// 客户要一个以新闻形式发布的网站
WebSite webSite1 = factory.getWebSiteCategory("新闻");
webSite1.use(new User("tom"));
// 客户要一个以博客形式发布的网站
WebSite webSite2 = factory.getWebSiteCategory("博客");
webSite2.use(new User("jack"));
// 客户要一个以博客形式发布的网站
WebSite webSite3 = factory.getWebSiteCategory("博客");
webSite3.use(new User("smith"));
// 客户要一个以博客形式发布的网站
WebSite webSite4 = factory.getWebSiteCategory("博客");
webSite4.use(new User("king"));
System.out.println("网站的分类共=" + factory.getWebSiteCount());
}
}
享元模式在 JDK-Interger 的应用源码分析
@H_301_96@@H_404_241@
代码说明:
package com.nemo.jdk;
public class FlyWeight {
public static void main(String[] args) {
//如果 Integer.valueOf(x) x 在 -128 ~ 127 直接,就是使用享元模式返回,如果不在
//范围类,则仍然 new
//小结:
//1. 在 valueOf 方法中,先判断值是否在 IntegerCache 中,如果不在,就创建新的 Integer(new),否则,就直接从 缓存池返回
//2. valueOf 方法,就使用到享元模式
//3. 如果使用 valueOf 方法得到一个 Integer 实例,范围在 -128 - 127 ,执行速度比 new 快
Integer x = Integer.valueOf(127); // 得到 x 实例,类型 Integer
Integer y = new Integer(127); // 得 到 y 实 例 , 类 型 Integer
Integer z = Integer.valueOf(127);//..
Integer w = new Integer(127);
System.out.println(x.equals(y)); // 大小,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
Integer x1 = Integer.valueOf(200);
Integer x2 = Integer.valueOf(200);
System.out.println("x1==x2" + (x1 == x2)); // false
}
}