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设计模式—享元模式

JAVA 西门飞冰 600℃
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1.享元模式基本介绍

1、享元模式: 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。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

3、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

4、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

2.享元模式原理类图

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1、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

2、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

3、UnsharedConcreteFlyweight 是不可共享的角色,一般不会出现在享元工厂

4、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

3.内部状态和外部状态

享元对象能做到共享的关键是区分内部状态和外部状态。

⼀个内部状态是存储在享元对象内部的,并且是不会随环境改变⽽有所不同的,因此⼀个享元可以具有内部状态并可以共享。⼀个外部状态是随环境的改变 ⽽改变的,不可以共享的状态,享元对象的外部状态必须由客户端保存,并在享元对象被创建之后,在需要使⽤的时候各⽅⾯传⼊到享元对象内部,外部状态不可以 影响享元对象的内部状态,换句话说,它们是相互独⽴的。

4.享元模式解决网站项目

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:

1、有客户要求以新闻的形式发布

2、有客户人要求以博客的形式发布

3、有客户希望以微信公众号的形式发布

类图:

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代码案例:

public abstract class WebSite {
    public abstract void use(User user); //抽象方法
}

用户类:

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;
    }
}

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());
    }
}

网站工程类,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();
    }
}

客户端:

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());
    }
}

5.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。

6.优点

⼤⼤减少对象的创建,降低系统的内存,使效率提⾼。

7.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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