Java 设计模式之享元学习与掌握

Posted 2021-11-24 邹奇

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java 设计模式之享元学习与掌握相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

定义
优点
缺点
模式结构与实现
- 模式结构
- 模式的实现
应用场景

定义

运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。它通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量相似类的开销，从而提高系统资源的利用率。

优点

相同对象只要保存一份，这降低了系统中对象的数量，从而降低了系统中细粒度对象给内存带来的压力。

缺点

读取享元模式的外部状态会使得运行时间稍微变长。
为了使对象可以共享，需要将一些不能共享的状态外部化，这将增加程序的复杂性。

模式结构与实现

享元模式的定义提出了两个要求，细粒度和共享对象。

因为要求细粒度，所以不可避免地会使对象数量多且性质相近。而这些对象又可以分为两个部分：内部状态和外部状态。

内部状态指对象共享出来的信息，存储在享元信息内部，并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，随环境的改变而改变，不可共享。

比如，连接池中的连接对象，保存在连接对象中的用户名、密码、连接URL等信息，在创建对象的时候就设置好了，不会随环境的改变而改变，这些为内部状态。而当每个连接要被回收利用时，我们需要将它标记为可用状态，这些为外部状态。

享元模式的本质是缓存共享对象，降低内存消耗。

模式结构

主要角色如下：

【抽象享元角色】是一个接口，定义方法让具体享元实现；非享元的外部状态以参数的形式传入方法
【具体享元角色】实现抽象享元角色中所规定的接口。
【非享元角色】是不可以共享的外部状态，它以参数的形式注入具体享元的相关方法中。
【享元工厂角色】负责创建和管理享元角色。使用map管理，map中存在则取出来，map中不存在则新建并保存到map。

同学们如果概念看起来脑阔疼，就不用细看，直接看下面实现的代码即可，自己理解就好，不必非得浪费时间去细扣概念，毕竟实践才是最终目的。

模式的实现

【非享元角色】，代码如下：

package com.example.designmodedemo.principle.flyweight;

/**
 * 非享元角色
 */
public class UnsharedFlyWeightObj {

    private String info;

    // 构造
    public UnsharedFlyWeightObj(String info) {
        this.info = info;
    }

    public String getInfo() {
        return info;
    }

    public void setInfo(String info) {
        this.info = info;
    }
}

【抽象享元角色】，代码如下：

package com.example.designmodedemo.principle.flyweight;

/**
 * 抽象享元角色
 * - 定义接口方法，非享元对象的外部状态以参数的形式传入
 */
public interface IFlyWeight {

    void execute(UnsharedFlyWeightObj unsharedObj);

}

【具体享元角色】，代码如下：

package com.example.designmodedemo.principle.flyweight;

/**
 * 具体享元角色
 * - 实现抽象享元接口
 */
public class ConcreteFlyWeight implements IFlyWeight{

    private String key;

    public ConcreteFlyWeight(String key) {
        this.key = key;
        System.out.println(":> 具体享元 " + key + " 被创建");
    }

    @Override
    public void execute(UnsharedFlyWeightObj unsharedObj) {
        System.out.println(":> 非享元信息是 - " + unsharedObj.getInfo());
    }
}

【享元工厂角色】，代码如下：

package com.example.designmodedemo.principle.flyweight;

import java.util.HashMap;

/**
 * 享元工厂角色
 * - 根据 key 来管理具体享元；存在则从map中获取，不存在则新建具体享元并存入map中
 */
public class FactoryFlyWeight {

    private HashMap<String, IFlyWeight> flyWeightMap = new HashMap<>();

    public IFlyWeight getFlyWeight(String key){

        IFlyWeight flyWeight = flyWeightMap.get(key);
        if (flyWeight != null){
            System.out.println(":> 具体享元 " + key + " 已经存在，并从缓存中获取");
        }else {
            flyWeight = new ConcreteFlyWeight(key);
            flyWeightMap.put(key, flyWeight);
        }

        return flyWeight;
    }

}

【客户端调用】，代码如下：

	/**
     * 享元模式
     */
    private void principle_flyweight() {
        FactoryFlyWeight factory = new FactoryFlyWeight();
        IFlyWeight fly1 = factory.getFlyWeight("fly1");
        fly1.execute(new UnsharedFlyWeightObj("第一次执行"));
        IFlyWeight fly2 = factory.getFlyWeight("fly1");
        fly2.execute(new UnsharedFlyWeightObj("第二次执行"));
    }