23种设计模式大概分为三大类:
5种(创建型模式):工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式。
7种(结构型模式):适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
11种(行为型模式):策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。
行为型又可以通过类与类之间的关系进行划分 :
享元模式基本介绍:
- 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
- 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
- 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,不需要总是创建新对象,可以从缓冲池里拿,这样可以降低系统内存,同时提高效率
- 享元模式的经典应用场景就是池技术,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
对原理图的说明:
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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
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ConcreteFlyWeight 是具体的享元角色,是具体的产品类,实现抽象角色定义的相关业务
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UnSharedConcreteFlyWeight 是不可共享的角色,它可能会出现在享元模式中,但一般不会出现在享元工厂中。
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FlyWeightFactory是享元工厂类,用于构建一个池容器(池是以集合的形式展现的),同时提供从池中获取对象方法
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
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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
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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
外部状态是频繁变化的,每个对象都不一样的;内部状态是比较稳定的,这个状态相对比较少
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。
三、具体需求 1.展示网站小型的外包公司,给客户 A 做了一个产品展示网站,客户 A 的朋友感觉效果不错,也希望做这样类似的产品展示网站,但是要求都有些不同:
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有些客户要求以新闻的形式发布
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有些客户要求以博客的形式发布
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还有些客户希望以微信公众号的形式发布
方式一:直接复制粘贴一份,然后根据客户的不同要求,进行定制修改
方式二:给每个网站租用一个空间
方案设计示意图如下:
传统方式分析
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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
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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,减少服务器资源的浪费。对于代码来说,由于是一份实例,维护和扩展都更加容易。
思路分析 - 类图
User是享元模式的外部状态,因为每个网站的用户不同
具体实现
// Website.java
public abstract class Website {
public abstract void use(User user);
}
// ConcreteWebsite.java 把共用的部分实现到该类中
public class ConcreteWebsite extends Website {
private String type = "";//网站的发布形式/类型(共享的部分)
public ConcreteWebsite(String type) {
this.type = type;
}
@Override
public void use(User user) {
System.out.println("网站的发布形式为:"+type+" "+user.getName()+" 在使用中...");
}
}
//网站工厂类:根据需求返回一个具体的网站 WebsiteFactory.java
public class WebsiteFactory {
//集合:充当池的作用
private HashMap pool = new HashMap();
//根据网站的发布形式,返回一个网站;如果没有,就创建一个网站,并放到池中,并返回
public Website getWebsiteCatagory(String type) {
//判断池里有没有,没有的话就创建并放到池里
if(!pool.containsKey(type)) {
pool.put(type, new ConcreteWebsite(type));
}
return (Website)pool.get(type);
}
//获取网站分布的总数(池中有多少个网站类型)
public int getWebsiteCount() {
return pool.size();
}
}
// User.java
public class User {
private String name;
public User(String name) {
super();
this.name = name;
}
// get/set方法略
}
// Client.java
public class Client {
public static void main(String[] args) {
//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 website1 = factory.getWebsiteCatagory("新闻");
website1.use(new User("Tom"));
Website website2 = factory.getWebsiteCatagory("博客");
website2.use(new User("Jack"));
Website website3 = factory.getWebsiteCatagory("博客");
website3.use(new User("Kim"));
}
}
四、注意事项和细节
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享元模式这样理解:“享”就表示共享,“元”表示对象
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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,就可以考虑选用享元模式
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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
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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
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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
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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