Java享元模式怎么实现
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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,也希望做这样的产品展示网 站,但是要求都有些不同:
有客户要求以新闻的形式发布
有客户人要求以博客的形式发布
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
直接复制粘贴一份,然后根据客户不同要求,进行定制修改
给每个网站租用一个空间
方案设计示意图
传统方案解决网站展现项目 - 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,减少服务器资源。
3)对于代码来说,由于是一份实例,维护和扩展都更加方便
4)解决上面问题的思路可以使用享元模式
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,避免重写创建,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。
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。
享元模式原理类图
说明 :
1)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。
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,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
1)应用实例要求
使用享元模式完成,前面提出的网站外包问题
2)类图
3)代码实现
package com.example.demo.flyweight; public abstract class WebSite { /** * 抽象方法 */ public abstract void use(User user); } package com.example.demo.flyweight; public class ConcreteWebSite extends WebSite{ /** * 网站发布的形式(类型) */ private String tyep; /** * 构造器 * @param type */ public ConcreteWebSite(String type) { // TODO Auto-generated constructor stub this.tyep = type; } @Override public void use(User user) { // TODO Auto-generated method stub System.out.println("网站的发布形式为 :" + tyep + " 在使用中 。。 使用者是 " + user.getName()); } } package com.example.demo.flyweight; import java.util.HashMap; import java.util.Map; import javax.activation.MailcapCommandMap; /** * 网站工厂类,根据需要返回一个网站 * @author zhaozhaohai * */ public class WebSiteFactory { /** * 集合,充当池的作用 */ private MappoolMap = new HashMap (); /** * 根据网站的类型,返回一个网站,如果没有就创建一个网站,并放入池中,并返回 * @param type * @return */ public WebSite getWebSiteCategory(String type) { if (!poolMap.containsKey(type)) { // 就创建一个网站,并放入池中 poolMap.put(type, new ConcreteWebSite(type)); } return (WebSite)poolMap.get(type); } /** * 获取网站分类的总数(池中有多少个网站类型) * @return */ public int getWebSiteCount() { return poolMap.size(); } } package com.example.demo.flyweight; public class User { private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public User(String name) { super(); this.name = name; } } package com.example.demo.flyweight; public class Client { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub // 创建一个工厂类 WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory(); // 客户要一个以新闻形式发布的网站 WebSite webSite = factory.getWebSiteCategory("新闻"); webSite.use(new User("tom")); // 客户要一个以博客形式发布的网站 WebSite webSite2 = factory.getWebSiteCategory("博客"); webSite2.use(new User("jack")); // 客户要一个以博客形式发布的网站 WebSite webSite3 = factory.getWebSiteCategory("博客"); webSite3.use(new User("titm")); } }
享元模式在 JDK - Integer的应用源码分析
小结 :
在valueOf方法中,先判断值是否在IntegerCache中,如果不在,就创建新的Integer(new),否则,就从缓冲池返回。
valueOf方法,就使用到享元模式
如果使用valueOf方法得到一个Integer实例,范围在-128 - 127,执行速度比new快。
享元模式的注意事项和细节
1)在享元模式中,“享”就是表示共享,“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,注意划分分布状态和外部状态,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
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