08. 23种经典设计模式-22-享元模式

心已赠人 2024-04-17 14:52 53阅读 0赞

## 1. 享元模式 ##

> 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)

### 1.1 享元模式核心思想 ###

*  利用jvm缓存，解决应用中大量重复对象的内存浪费问题
 *  享元标准模式并不是太好设计，享元思想很好实现

### 1.2 享元模式类图 ###

*  Flyweight: 抽象享元角色, 负责定义内部状态和外部状态
    
     *  内部状态: 不会因环境和场景而变化的状态
     *  外部状态: 会根据环境和场景变化的状态
 *  ConcreteFlyweight: 具体享元角色, 可共享的对象
 *  unSharedConcreteFlyweight: 不可共享的享元角色, 非必须. 享元模式不要求对象必须支持共享
 *  FlyweightFactory: 享元工厂, 实现缓存逻辑  
    \[外链图片转存失败(img-Lk0mMbQJ-1566894907377)(https://raw.githubusercontent.com/zongf0504/blog-images/master/images/design-parttern/ldp-flyweight-01.png)\]

### 1.3 享元模式优缺点 ###

*  优点: 节省jvm 内存
 *  缺点: 内部状态外部状态不容易区分，比较难以按照标准模式进行设计

### 1.4 享元模式适用场景 ###

*  系统中存在大量的相似对象
 *  对象缓存池的设计
 *  广泛用于池技术，如数据库连接池, 字符串常量池等

## 2. 享元模式用例 ##

> 对于享元模式, 笔者查阅了很多资料, 也没有发现很好的应用案例. 笔者认为, 了解享元模式核心思想是为了解决大量重复对象对jvm内存的浪费即可.

我们来举一个围棋的例子，一个棋盘上每个坐标上都有黑子或白子，区别在于坐标. 如果程序中为每个位置都创建一个棋子对象，那么显然时内存浪费.

### 2.1 类图 ###

*  只实现共享角色, 不实现非共享角色.
 *  内部状态: 颜色
 *  外部状态: 棋盘, 坐标

\[外链图片转存失败(img-qF78VNlD-1566894907378)(https://raw.githubusercontent.com/zongf0504/blog-images/master/images/design-parttern/ldp-flyweight-02.png)\]

### 2.2 抽象享元角色- ###

public abstract class AbsGoPiece { 
    
        // 抽象落子方法, 传入落子坐标: 哪个棋盘的哪行哪列
        public abstract void put(GoPiece[][] goBoard, int x, int y);
    }

### 2.3 具体享元角色-GoPiece ###

public class GoPiece extends AbsGoPiece { 
    
        private String color;
    
        public GoPiece(String color) { 
            this.color = color;
        }
    
        public String getColor() { 
            return color;
        }
    
        @Override
        public void put(GoPiece[][] goBoard, int x, int y) { 
            goBoard[x][y] = this;
        }
    }

### 2.4 享元工厂类 ###

享元模式解决的是节省jvm内存，因此缓存要使用Map对象.

public class GoPieceFactory { 
    
        private static HashMap<String, GoPiece> cacheMap = new HashMap<>();
    
        public static GoPiece getGoPiece(String color) { 
    
            if (cacheMap.containsKey(color)) { 
                return cacheMap.get(color);
            }else { 
                GoPiece goPieceFW = new GoPiece(color);
                cacheMap.put(color, goPieceFW);
                return goPieceFW;
            }
        }
    }

### 2.5 测试 ###

public class TestFlyweight { 
    
        @Test
        public void test(){ 
    
            // 创建棋盘对象
            GoPiece[][] goBoard = new GoPiece[3][3];
    
            for (int i = 0; i < 3; i++) { 
                GoPiece blackPiece = GoPieceFactory.getGoPiece("黑色");
                blackPiece.put(goBoard, 0,i);
            }
    
            for (int i = 0; i < 3; i++) { 
                GoPiece whitePiece = GoPieceFactory.getGoPiece("白色");
                whitePiece.put(goBoard, 1, i);
            }
    
            for (int i = 0; i < 3; i++) { 
                GoPiece blackPiece = GoPieceFactory.getGoPiece("黑色");
                blackPiece.put(goBoard, 2,i);
            }
    
            printGoBoard(goBoard);
        }
    
        private void printGoBoard(GoPiece[][] goBoard) { 
            for (int i = 0; i < goBoard.length; i++) { 
                for (int j = 0; j < goBoard[i].length; j++) { 
                    GoPiece goPieceFWS = goBoard[i][j];
                    if (goPieceFWS != null) { 
                        System.out.print(goPieceFWS.getColor() + "@" + goPieceFWS.hashCode() + " ,");
                    }else { 
                        System.out.print(" ,");
                    }
                }
                System.out.println();
            }
    
        }
    
    }

### 2.6 测试输出 ###

从测试结果中发现, 对象只有两个

黑色@233530418 ,黑色@233530418 ,黑色@233530418 ,
    白色@683287027 ,白色@683287027 ,白色@683287027 ,
    黑色@233530418 ,黑色@233530418 ,黑色@233530418 ,