【设计模式】我终于读懂了享元模式。。。

简介: 【设计模式】我终于读懂了享元模式。。。

🧧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:

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


🧧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

3)方案设计示意图


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🧧传统方案解决网站展现项目-问题分析

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

🧧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,减少服务器资源,对于代码来说,由于是一份实例,维护和扩展都更加容易

🧧享元模式基本介绍

1)享元模式(Flyweight Pattern) 也叫 蝇量模式: 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


🧧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



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享元模式的原理类图



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对类图的说明

对原理图的说明-即(模式的角色及职责)


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(后面介绍) 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


🧧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


1)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

2)内部状态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的改变而改变。

3)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。

4)举个例子:围棋理论上有 361 个空位可以放棋子,每盘棋都有可能有两三百个棋子对象产生,因为内存空间有限,一台服务器很难支持更多的玩家玩围棋游戏,如果用享元模式来处理棋子,那么棋子对象就可以减少到只有两个实例(颜色),这样就很好的解决了对象的开销问题


🧧享元模式解决网站展现项目



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WebSite类,定义了最外层的抽象方法


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ConcreteWebSite类,具体网站


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WebSiteFactory类,网站工厂类,根据需要返回一个网站

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User类,定义了用户类

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Client,客户端,启动类


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运行一下看看结果


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现在我们debug跟着源码去理解一下

进入getWebSiteCategory方法

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此时的池里面并没有这个type



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我们给他创建一个ConcreteWebSite



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这个时候我们有一个新闻网站了

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现在给他一个外部状态9fda1c9fbec1440abfedbf52e9f6c7a5.png

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到第二个类型的时候已经有该类型了


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我们直接返回出去就行了


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但是我们的使用者不同

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我们现在一共有两个网站,四个使用者


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但是我们的池的数量还是两个


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🧧享元模式在 JDK-Interger 的应用源码分析

1)Integer 中的享元模式

2)代码分析+Debug 源码+说明

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这里可以理解为 -128 - 127为内部状态

🧧享元模式的注意事项和细节


1)在享元模式这样理解,“享”就表示共享,“元”表示对象

2)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

3)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,用 HashMap/HashTable 存储

4)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

5)享元模式提高了系统的复杂度。需要分离出内部状态和外部状态,而外部状态具有固化特性,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.

6)使用享元模式时,注意划分内部状态和外部状态,并且需要有一个工厂类加以控制。

7)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


资料参考:https://www.bilibili.com/video/BV1G4411c7N4


代码地址:https://gitee.com/WangFuGui-Ma/design-pattern/tree/master/design

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