Java设计模式（13）：享元模式（蝇量模式）

我不是女神ヾ 2022-12-29 01:40 340阅读 0赞

# 13，享元模式（FlyWeight） #

## 13.1，问题引入 ##

### 13.1.1，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的朋友觉得效果不错，也需要这样的产品展示网站，但是需求有些变化：

*  有客户要求以新闻的形式发布
 *  有客户要求以博客的形式发布
 *  有客户要求以微信小程序的形式发布

### 13.1.2，传统方式解决网站项目 ###

*  直接将项目复制一份，根据不同客户的需求，进行定制化修改  
    ![在这里插入图片描述][20201218174124718.png]

### 13.1.3，问题分析 ###

*  需要的网站相似度很高，而且都不是高访问量网站，如果分成多个虚拟机进行部署，相当于一个相同网站的实例有很多，造成服务器资源浪费
 *  可以将代码和数据整合到一个网站中，对于硬盘，内存，CPU等资源进行共享，减少服务器资源

## 13.2，享元模式基本概述 ##

*  享元模式，也叫**蝇量模式**：运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象。“享”表示共享，“元”表示对象
 *  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，里面都是已经创建好的数据库连接对象，这些连接对象在我们需要的时候可以直接拿来用，避免重新创建，如果没有我们需要的，则新创建一个
 *  享元模型能够解决重复对象的内存浪费问题，当系统中存在大量的对象需要缓冲池时。不需要不断的创建新对象，可以直接从缓冲池中拿。可以降低系统内存，提升效率。如JVM中的常量池
 *  在JDK中的应用，`Integer`的缓存池`-127~127`

## 13.3，类图 ##

![在这里插入图片描述][20201218174139794.png]

*  `FlyWeightFactory`：享元工厂，用于提供一个池容器，并从池中获取对象的方法
 *  `IFlyWeight`：享元抽象接口，提供产品的抽象接口，并同时定义出对象内部状态和外部状态的接口和实现
 *  `FlyWeight`：具体享元角色，共享的角色，即具体的产品类，实现内部状态，内部状态角色是被享元工厂托管的角色
 *  `UnsharedFlyWeight`：特殊享元角色，不可共享的角色，实现外部状态，该部分不会被享元工厂托管

## 13.4，内部状态和外部状态 ##

*  享元模式提出了两个要求：细粒度和共享对象，这就涉及到内部状态和外部状态了
 *  内部状态是对象共享出来的信息，存储在享元对象内并不会随着环境的不同而改变
 *  外部状态是对象得以依赖的一个标记，随环境改变而改变，不可共享的状态
 *  举例：围棋理论上是有361个空位可以放棋子，每盘棋都有可能有两三百个棋子产生，因为内存空间有限，一台服务器很难支撑更多的玩家玩围棋游戏，如果用享元模式来处理棋子，则棋子对象减少到两个，空棋盘共用，具体的棋盘布局是特殊角色

## 13.5，代码实现 ##

*  `IFlyWeight`：享元角色顶层类
    
        package com.self.designmode.flyweight;
        
        /** * 享元模式顶层接口 * @author PJ_ZHANG * @create 2020-08-22 21:16 **/
        public interface IFlyWeight { 
        
            void use();
        
            void setUnsharedFlyWeight(UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight);
        
        }
 *  `FlyWeight`：具体角色
    
        package com.self.designmode.flyweight;
        
        /** * 享元模式: 具体角色 * @author PJ_ZHANG * @create 2020-08-22 21:20 **/
        public class FlyWeight implements IFlyWeight { 
        
            private String type = "";
        
            private UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight = null;
        
            public FlyWeight(String type) { 
                this.type = type;
            }
        
            @Override
            public void use() { 
                System.out.println("享元具体角色: " + type);
                if (null != unsharedFlyWeight) { 
                    unsharedFlyWeight.use();
                }
            }
        
            @Override
            public void setUnsharedFlyWeight(UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight) { 
                this.unsharedFlyWeight = unsharedFlyWeight;
            }
        
        }
 *  `UnsharedFlyWeight`：特殊角色
    
        package com.self.designmode.flyweight;
        
        /** * 享元模式: 特殊角色 * @author PJ_ZHANG * @create 2020-08-22 21:26 **/
        public class UnsharedFlyWeight implements IFlyWeight { 
        
            private String type = "";
        
            private UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight = null;
        
            public UnsharedFlyWeight(String type) { 
                this.type = type;
            }
        
            @Override
            public void use() { 
                System.out.println("享元特殊角色: " + type);
                if (null != unsharedFlyWeight) { 
                    unsharedFlyWeight.use();
                }
            }
        
            @Override
            public void setUnsharedFlyWeight(UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight) { 
                this.unsharedFlyWeight = unsharedFlyWeight;
            }
        
        }
 *  `FlyWeightFactory`：享元工厂
    
        package com.self.designmode.flyweight;
        
        import java.util.Map;
        import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
        
        /** * 享元工厂, 获取具体享元角色 * @author PJ_ZHANG * @create 2020-08-22 21:16 **/
        public class FlyWeightFactory { 
        
            private static Map<String, FlyWeight> map = new ConcurrentHashMap<>(16);
        
            private static Map<String, UnsharedFlyWeight> unsharedMap = new ConcurrentHashMap<>(16);
        
            public static FlyWeight getFlyWeight(String type) { 
                if (!map.containsKey(type)) { 
                    map.put(type, new FlyWeight(type));
                }
                return map.get(type);
            }
        
            public static UnsharedFlyWeight getUnsharedFlyWeight(String type) { 
                if (!unsharedMap.containsKey(type)) { 
                    unsharedMap.put(type, new UnsharedFlyWeight(type));
                }
                return unsharedMap.get(type);
            }
        
        }
 *  `Client`：客户端
    
        package com.self.designmode.flyweight;
        
        /** * 享元模式 * @author PJ_ZHANG * @create 2020-08-22 21:02 **/
        public class Client { 
        
            public static void main(String[] args) { 
                FlyWeight flyWeight = FlyWeightFactory.getFlyWeight("新闻");
                UnsharedFlyWeight unsharedFlyWeight = FlyWeightFactory.getUnsharedFlyWeight("特殊");
                flyWeight.setUnsharedFlyWeight(unsharedFlyWeight);
                flyWeight.use();
                System.out.println("----------------------------");
                flyWeight = FlyWeightFactory.getFlyWeight("博客");
                unsharedFlyWeight = FlyWeightFactory.getUnsharedFlyWeight("特殊");
                flyWeight.setUnsharedFlyWeight(unsharedFlyWeight);
                flyWeight.use();
                System.out.println("----------------------------");
                flyWeight = FlyWeightFactory.getFlyWeight("小程序");
                unsharedFlyWeight = FlyWeightFactory.getUnsharedFlyWeight("特殊");
                flyWeight.setUnsharedFlyWeight(unsharedFlyWeight);
                flyWeight.use();
                System.out.println("----------------------------");
            }
        
        }

## 13.6，注意事项及细节 ##

*  当系统中存在大量对象，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，可以考虑使用享元模式
 *  享元模式可以大大减少对象的创建，降低了程序内存的占用，提高效率
 *  享元模式提高了**系统复杂度**。需要分离出内部状态和外部状态，外部状态具有固化特性，不会随着内部状态的改变而改变，这是使用享元模式需要注意的问题
 *  享元模式的经典使用场景：String常量池，数据库连接池，线程池

[20201218174124718.png]: /images/20221120/40e1b9333f0c47e0bcec4d0c294853d9.png
[20201218174139794.png]: /images/20221120/d2dde1d8b60a46569e5cec017683068f.png