享元模式--java实现

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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,也希望做这样的项目展示网站,但是要求有些不同:

  1. 有客户要求已新闻的形式发布
  2. 有客户要求以博客的形式发布
  3. 有客户要求以微信公众号的形式发布

传统方案解决网站展现项目

  1. 直接复制粘贴一份,然后根据客户不同要求,进行定制修改
  2. 给每个网站租用一个空间 如图:

image.png 传统方案解决网站展示项目——问题分析

  1. 需要的网站结构相似度很高,而且都不是高访问量网站,如果分成多个虚拟空间来处理,相当于一个相同网站的实例对象很多,造成服务器的资源浪费。
  2. 解决思路:整合到一个网站中,共享其相关的代码和数据,对于硬盘、内存、CPU、数据库空间等服务器资源都可以达成共享,减少服务器
  3. 对于代码来说,由于是一份实例,维护和扩展都更加容易
  4. 上面的解决西路就可以使用享元模式来解决

享元模式

基本介绍

  1. 享元模式(FlyWeight Pattern),也就绳量模式,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,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,避免重复创建,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。不需要总是创建新对象,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。

原理类图

image.png

说明

  • FlyWeight是抽象的享元角色,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,一般不会出现在享元工厂。
  • FlyWeightFactory享元工厂类,用于创建一个池容器(集合),同时提供从池中获取对象的方法。

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。

  • 内部状态是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。 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,所有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。

享元模式解决网站展示项目

类图

image.png

代码

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

@Data
class User {
    private String name;

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

class ConcreteWebSite extends WebSite {
    //内部状态
    private String type;

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

    @Override
    public void use(User user) {
        //user是外部状态
        System.out.println("网站的发布形式为:" + type + " " + user.getName() + "在使用");
    }
}
public class WebSiteFactory {
    private HashMap<String, WebSite> pool = new HashMap<>();

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

        return pool.get(type);
    }

    public int countWebSite() {
        return pool.size();
    }
}
public class WebSiteClientTest {
    public static void main(String[] args) {
        WebSiteFactory webSiteFactory = new WebSiteFactory();
        WebSite webSite = webSiteFactory.getWebSiteByType("新闻");
        User user = new User("客户A");
        webSite.use(user);

        WebSite webSite2 = webSiteFactory.getWebSiteByType("博客");
        webSite2.use(user);

        WebSite webSite3 = webSiteFactory.getWebSiteByType("微信公众号");
        webSite3.use(new User("客户B"));
    }
}

享元模式在JDK-Interger的应用源码分析

Interger中的享元模式

public class JDKSourceCodeParse {
    public static void main(String[] args) {
        Integer a = Integer.valueOf(127);
        Integer b = new Integer(127);
        Integer c = Integer.valueOf(127);
        Integer d = new Integer(127);
        System.out.println(a.equals(b)); //true
        System.out.println(a == b); // false
        System.out.println(a == c); // true
        System.out.println(b == d); // false
    }
}

image.png

说明:如图所示,Interger.valueOf(x),x在-127~128之间,就是使用享元模式返回,如果不在范围内,则new Interger。

享元模式的注意事项及细节

  • 这样理解享元模式,“享”表示共享,“元”表示对象,即:共享对象。
  • 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时,我们就可以考虑选用享元模式
  • 用唯一识别码判断,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
  • 享元模式大大减少了对象的创建,降低了程序内存的占用,提高效率。
  • 享元模式提高了系统复杂度。需要分离出内部状态和外部状态,而外部状态具有固话特性,不应该随着内部状态的改变而改变,这是我们使用享元模式需要注意的地方。
  • 使用享元模式时,注意划分内部状态和外部状态,并且需要一个工厂类加以控制。
  • 享元模式经典的应用场景是需要缓冲池的场景,比如:String常量池,数据库连接池。