设计模式之享元模式（Flyweight Pattern）

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2023-07-15 05:58 49阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  一、享元（共享对象）模式的定义
     *   *  1.1、定义：
         *  1.2、两种对象
     *  二、享元（共享对象）模式的优缺点
     *  三、UML图解
     *  四、网站改造示例
     *   *  4.1、示例 UML类图：
         *  4.2、代码
         *   *  4.2.1、抽象享元：WebSite
             *  4.2.2、具体享元类：ConcreteWebSite
             *  4.2.3、非享元类：User
             *  4.2.4、享元工厂：WebSiteFactory
             *  4.2.5、Client
     *  五、享元模式在JDK的 Interger 的应用源码分析

面向对象程序设计过程中，有时要创建大量相同或相似对象实例。创建那么多的对象将会耗费很多的系统资源，由于这些对象有很多相似的地方，如果能把它们相同的部分提取出来共享，则能节省大量的系统资源，这就是享元模式的产生背景。

## 一、享元（共享对象）模式的定义 ##

享元模式的字面理解，`享` 就表示 共享，`元` 表示 对象 ，总结起来就是 `共享对象` 模式 。

### 1.1、定义： ###

运用 `共享技术` 来有效地支持大量细粒度对象的复用。通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量相似类的开销，从而提高系统资源的利用率。

### 1.2、两种对象 ###

享元（共享对象）的定义中存在两种对象，一种是相同的部分，就是享元对象/类，另一种是非相同的部分，就是非享元对象/类。

享元（共享对象）模式中存在以下两种状态：

1.  内部状态，即不会随着环境的改变而改变的可 `共享部分`，就是享元对象/类；
2.  外部状态，指随环境改变而改变的不可以共享的部分，就是非享元对象/类。

享元模式的实现要领就是区分应用中的这两种状态，并将**外部状态外部化**。

## 二、享元（共享对象）模式的优缺点 ##

**优点：**

相同对象只要保存一份，这降低了系统中对象的数量，从而降低了系统中细粒度对象给内存带来的压力。

**缺点：**

1.  为了使对象可以共享，需要将一些不能共享的`状态外部化` ，这将增加程序的复杂性。
2.  读取享元模式的 `外部状态（（非享元对象））` 会使得运行时间稍微变长。

**注意事项：**

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。  
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、缓冲池等。

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## 三、UML图解 ##

享元模式的角色：

1.  Flyweight （抽象享元类）：享元的基类，为 `ConcreteFlyweight` 定义了公共（共享）接口，`UnsharableFlyweight` 的 `外部状态` 以 **参数** 的形式通过方法传入。
2.  ConcreteFlyweight（具体享元类）：实现 `Flyweight` 中所规定的接口。
3.  UnsharableFlyweight （非享元类）：是不可以共享的`外部状态` ，它以 **参数** 的形式注入 `ConcreteFlyweight` 的方法中。
4.  FlyweightFactory（享元工厂）：负责创建和管理享元角色。  
    当客户对象请求一个享元对象时，享元工厂检査系统中是否存在符合要求的享元对象，  
    如果存在则提供给客户；如果不存在的话，则创建一个新的享元对象。

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## 四、网站改造示例 ##

软件公司开发一个产品展示 网站，但不同的客户要求都有些不同：

1.  客户A要求以 **新闻** 的形式发布；
2.  客户B要求以 **博客** 的形式发布；
3.  客户C希望以 **微信公众号** 的形式发布。

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### 4.1、示例 UML类图： ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3hpYW9qaW4yMWNlbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

### 4.2、代码 ###

#### 4.2.1、抽象享元：WebSite ####

/** * 抽象享元 */
    public abstract class WebSite { 
    
    	public abstract void useWeb(User user);//抽象方法
    }

#### 4.2.2、具体享元类：ConcreteWebSite ####

/** * 具体享元类：具体网站 */
    public class ConcreteWebSite extends WebSite { 
    
    	//共享的部分，内部状态
    	private String type = ""; //网站发布的形式(类型)
    
    	
    	//构造器
    	public ConcreteWebSite(String type) { 
    		this.type = type;
    	}
    
    	@Override
    	public void useWeb(User user) { 
    		System.out.println("网站的发布形式为:" + type + " 在使用中 .. 使用者是" + user.getName());
    	}
    }

#### 4.2.3、非享元类：User ####

/** * 非享元类 */
    public class User { 
    	
    	private String name;
    
    	public User(String name) { 
    		super();
    		this.name = name;
    	}
    
    	public String getName() { 
    		return name;
    	}
    
    	public void setName(String name) { 
    		this.name = name;
    	}
    }

#### 4.2.4、享元工厂：WebSiteFactory ####

import java.util.HashMap;
    
    /** * 享元工厂：网站工厂类，根据需要返回压一个网站 */
    public class WebSiteFactory { 
    	
    	//集合， 充当池的作用
    	private HashMap<String, ConcreteWebSite> pool = 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，并放入到池中,并返回
    	public WebSite getWebSiteCategory(String type) { 
    		if(!pool.containsKey(type)) { 
    			//就创建一个网站，并放入到池中
    			pool.put(type, new ConcreteWebSite(type));
    		}
    		
    		return (WebSite)pool.get(type);
    	}
    	
    	//获取网站分类的总数 (池中有多少个网站类型)
    	public int getWebSiteCount() { 
    		return pool.size();
    	}
    }

#### 4.2.5、Client ####

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 webSite1 = factory.getWebSiteCategory("新闻");
    		webSite1.useWeb(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.useWeb(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.useWeb(new User("smith"));
    
    		
    		// 客户要一个以博客形式发布的网站
    		WebSite webSite4 = factory.getWebSiteCategory("博客");
    		webSite4.useWeb(new User("king"));
    		
    		
    		System.out.println("网站的分类共=" + factory.getWebSiteCount());
    	}
    }

## 五、享元模式在JDK的 Interger 的应用源码分析 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3hpYW9qaW4yMWNlbg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

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