设计模式——享元模式详解

Posted 2020-08-26 SEU_Calvin

0. 前言

写在最前面，本人的设计模式类博文，建议先看博文前半部分的理论介绍，再看后半部分的实例分析，最后再返回来复习一遍理论介绍，这时候你就会发现我在重点处标红的用心，对于帮助你理解设计模式有奇效哦~本文原创，转载请注明出处为SEU_Calvin的博客。

春运买火车票是一件疯狂的事情，同一时刻会有大量的查票请求涌向服务器，服务器必须做出应答来满足我们的购票需求。试想，这些请求包含着大量的重复，比如从A地到B地的车票情况，如果每次都重复创建一个车票查询结果的对象，那么GC任务将非常繁重，影响性能，这就用到了我们的享元模式。当然也会有不重复的请求，比如我想购买从A地到B地的高铁票，而你想买从A地到B地的动车票。

1. 享元模式模式介绍

享元模式定义：

享元模式以共享的方式高效地支持大量的细粒度对象。享元模式中只有内部状态（不会随环境发生改变）可以共享，在春运的例子中代表具体的从A地到B地，外部状态（随环境改变）不可共享，在例子中代表客户想购买从A地到B地的高铁票还是动车票。

 

享元模式的使用场景：

如果一个应用程序需要创建大量的相似对象，需要用对象缓冲池时。

 

享元模式包括的角色：

（1）抽象享元Flyweight类：享元对象抽象基类或接口。

（2）具体享元ConcreteFlyweight类：实现抽象享元类。

（3）享元工厂FlyweightFactory类：享元模式的核心模块，负责管理享元对象池、创建享元对象，保证享元对象可以被系统适当地共享。当一个客户端对象调用一个享元对象的时候，享元工厂角色会检查系统中是否已经有一个符合要求的享元对象，如果已有，享元工厂角色就提供这个已有的享元对象；如果没有就创建一个。

2. 享元模式模式实例介绍

通过上面给出的角色类，我们可以把文章开始时的例子实现一下，代码也比较简单：

/*
*@SEU_Calvin
*@2016/12/31
*/
//抽象享元类
public interface Ticket{
    //显示票价，参数为列车类型 
public void showPrice(String type);
}

//具体享元类
public class ConcreteTicket implements Ticket {
String from;
String to;
public ConcreteTicket(String from,String to){
    this.from = from;
    this.to = to;
}
    @Override  
public void showPrice(String type){
if(type.equals("Gaotie")){
        System.out.println("从"+from+"到"+to+"的高铁票价为200元");
}else{
        System.out.println("从"+from+"到"+to+"的动车票价为120元");
}
}
}  

//享元工厂类
public class TicketFactory{
static Map<String,Ticket> map= new ConcurrentHashMap< String,Ticket >();
public static Ticket getTicket(String from,String to){
    String key = from+to;
    if(map.containsKey(key)){
            System.out.println("使用缓存查询"+key);
        return map.get(key);
}else{
            System.out.println("创建对象查询"+key);
            Ticket ticket = new ConcreteTicket(from,to);
    map.put(key, ticket);
    return ticket;
}
}
}

//使用时
TicketFactory. getTicket("南京","杭州").showPrice("Gaotie");
TicketFactory. getTicket("南京","杭州").showPrice("Dongche");

从上面代码可以看出，我们利用了Map避免了大量查询南京到杭州列车信息相关的ConcreteTicket实例对象的创建，避免了频繁GC的发生。从输出结果也可以看出第二次查询即从缓存中获取到ConcreteTicket对象。在本例中内部状态就是从南京到杭州，外部状态是列车类型和价格，价格会随着列车类型变化。

在JDK中的String类的相关属性也符合了享元模式的实现原则，这就涉及到了常量池的概念，具体的已经在从JVM角度比较equals和==的区别一文中介绍过了，感兴趣的同学可以参考。

3. 享元模式的优缺点比较

享元模式的优点：

享元模式大幅度地降低内存中对象的数量，提高了程序的性能。

 享元模式的缺点：

（1）为了使对象可以共享，需要将一些状态外部化，这使得程序的逻辑复杂化。

（2）享元模式需要额外维护对象缓存池。