「补课」进行时：设计模式(21)——享元模式
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2020-12-27 06:17
1. 前文汇总
2. 享元模式
2.1 定义
享元模式（Flyweight Pattern）很简单，它解决的需求也很直接，同时它也是池技术的重要实现方式，先看下它的定义：
Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently.（使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。）
2.2 通用类图
Flyweight 抽象享元角色：它是一个产品的抽象类， 同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。 ConcreteFlyweight 具体享元角色：具体的一个产品类， 实现抽象角色定义的业务。 unsharedConcreteFlyweight 不可共享的享元角色：不存在外部状态或者安全要求（如线程安全） 不能够使用共享技术的对象， 该对象一般不会出现在享元工厂中。 FlyweightFactory 享元工厂：它的职责非常简单， 就是构造一个池容器， 同时提供从池中获得对象的方法。
2.3 通用代码
抽象享元角色：
public abstract class Flyweight {
// 内部状态
private String intrinsic;
// 外部状态
protected final String extrinsic;
// 要求享元角色必须接受外部状态
protected Flyweight(String extrinsic) {
this.extrinsic = extrinsic;
}
// 定义业务操作
abstract void operate();
public String getIntrinsic() {
return intrinsic;
}
public void setIntrinsic(String intrinsic) {
this.intrinsic = intrinsic;
}
}
具体享元角色：
public class ConcreteFlyweight1 extends Flyweight{
protected ConcreteFlyweight1(String extrinsic) {
super(extrinsic);
}
@Override
void operate() {
}
}
public class ConcreteFlyweight2 extends Flyweight{
protected ConcreteFlyweight2(String extrinsic) {
super(extrinsic);
}
@Override
void operate() {
}
}
享元工厂：
public class FlyweightFactory {
// 定义一个池容器
private static HashMap pool = new HashMap<>();
// 享元工厂
public static Flyweight getFlyweight(String Extrinsic) {
// 需要返回的对象
Flyweight flyweight = null;
// 在池中没有该对象
if(pool.containsKey(Extrinsic)) {
flyweight = pool.get(Extrinsic);
} else {
// 根据外部状态创建享元对象
flyweight = new ConcreteFlyweight1(Extrinsic);
// 放置到池中
pool.put(Extrinsic, flyweight);
}
return flyweight;
}
}
2.4 优缺点
享元模式是一个非常简单的模式， 它可以大大减少应用程序创建的对象， 降低程序内存的占用， 增强程序的性能， 但它同时也提高了系统复杂性， 需要分离出外部状态和内部状态， 而且外部状态具有固化特性， 不应该随内部状态改变而改变， 否则导致系统的逻辑混乱。
3. 一个小例子
享元模式很简单，上面的通用代码其实就是一个很好的示例，类似于 Java 中的 String 常量池，没有的对象创建后存在池中，若池中存在该对象则直接从池中取出。
我这里还是再举一个简单的例子，比如接了我一个小型的外包项目，是做一个产品展示网站，后来他的朋友们也希望做这样的网站，但要求都有些不同，我们当然不能直接复制粘贴再来一份，有人希望是视频站，有人希望是图文站等等，而且因为经费原因不能每个网站租用一个空间。
这种事情在生活中很长见，不过大多数情况都是直接 copy 一份代码，再做做改动，但是在享元模式中，就不存在这种情况啦~~~
网站抽象类：
public abstract class WebSite {
abstract void use();
}
具体网站类：
public class ConcreteWebSite extends WebSite {
private String name;
public ConcreteWebSite(String name) {
this.name = name;
}
@Override
void use() {
System.out.println("网站分类：" + name);
}
}
网络工厂类：
public class WebSiteFactory {
private HashMap pool = new HashMap<>();
//获得网站分类
public WebSite getWebSiteCategory(String key) {
if(!pool.containsKey(key)) {
pool.put(key, new ConcreteWebSite(key));
}
return pool.get(key);
}
//获得网站分类总数
public int getWebSiteCount() {
return pool.size();
}
}
Client 客户端：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory();
WebSite fx = factory.getWebSiteCategory("视频站");
fx.use();
WebSite fy = factory.getWebSiteCategory("视频站");
fy.use();
WebSite fz = factory.getWebSiteCategory("视频站");
fz.use();
WebSite fa = factory.getWebSiteCategory("图文站");
fa.use();
WebSite fb = factory.getWebSiteCategory("图文站");
fb.use();
WebSite fc = factory.getWebSiteCategory("图文站");
fc.use();
System.out.println("网站分类总数为：" + factory.getWebSiteCount());
}
}
执行结果：
网站分类：视频站
网站分类：视频站
网站分类：视频站
网站分类：图文站
网站分类：图文站
网站分类：图文站
网站分类总数为：2
可以看出，虽然我们做了 6 个网站，但网站分类只有 2 个。
这样基本算是实现了享元模式的共享对象的目的，但是这里实际上没有体现对象间的不同。
我们再加入一个用户类：
public class User {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
然后对 WebSite 和 ConcreteWebSite 的 use() 方法进行修改，添加 User 参数：
public abstract class WebSite {
abstract void use(User user);
}
public class ConcreteWebSite extends WebSite {
private String name;
public ConcreteWebSite(String name) {
this.name = name;
}
@Override
void use(User user) {
System.out.println("网站分类：" + name + " 用户：" + user.getName());
}
}
最后修改一下 Client 类：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory();
WebSite fx = factory.getWebSiteCategory("视频站");
fx.use(new User("tom"));
WebSite fy = factory.getWebSiteCategory("视频站");
fy.use(new User("cat"));
WebSite fz = factory.getWebSiteCategory("视频站");
fz.use(new User("nginx"));
WebSite fa = factory.getWebSiteCategory("图文站");
fa.use(new User("apache"));
WebSite fb = factory.getWebSiteCategory("图文站");
fb.use(new User("netty"));
WebSite fc = factory.getWebSiteCategory("图文站");
fc.use(new User("jboss"));
System.out.println("网站分类总数为：" + factory.getWebSiteCount());
}
}
最终结果：
网站分类：视频站 用户：tom
网站分类：视频站 用户：cat
网站分类：视频站 用户：nginx
网站分类：图文站 用户：apache
网站分类：图文站 用户：netty
网站分类：图文站 用户：jboss
网站分类总数为：2
这样就可以协调内部与外部状态，哪怕接手了上千个网站的需求，只要要求相同或类似，实际开发代码也就是分类的那几种。
