设计模式 - 享元 | BangjinHu's Blog

注意：所有文章除特别说明外，转载请注明出处.

简介

提示：享元，表示共享元器件，即复用已经生成的对象。而复用最简单的方式是用一个HashMap来存放每次新生成的对象。每次需要一个对象时，就去HashMap里面找。如果没有再生成新的对象不迟。

该模式主要用于减少创建对象的数量，从而能够减少内存的占用和提高性能。其提供减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。该模式尝试重用现有的类对象，如果没有找到匹配的对象，则创建新对象。也就是在大量对象存在的时候将共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

提示：如果系统中存在大量的对象，且这些对象消耗大量的内存，这些对象的状态大部分可以外部化。

概括：减少对象创建的数量，减少内存的占用，提高性能

场景

1. 系统底层开发，以便解决系统的性能问题。如：java.lang.String、数据库连接池，如果有则返回，没有则创建一个字符串并保存在缓存池里面

2. 系统中有大量相似的对象，需要缓冲池的场景

优点

1. 减少对象的创建，降低内存中对象的数量，降低系统的内存，提高效率

2. 减少内存之外的其它资源占用

缺点

1. 关注内/外部状态、关注线程安全问题

2. 系统、程序逻辑比较复杂

扩展

1. 内部状态 不会随着环境改变而改变的状态，在享元对象的内部

    是享元对象的属性

    private String title = "manager";//final属性，不可改变

2. 外部状态 随着环境的改变而改变的状态，不可共享的状态

享元模式

1.创建一个接口

public interface Shape {
    void draw();
}

2.创建实现接口的实体类

public class Circle implements Shape {
   private String color;
   private int x;
   private int y;
   private int radius;

   public Circle(String color){
      this.color = color;     
   }

   public void setX(int x) {
      this.x = x;
   }

   public void setY(int y) {
      this.y = y;
   }

   public void setRadius(int radius) {
      this.radius = radius;
   }

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Circle: Draw() [Color : " + color 
         +", x : " + x +", y :" + y +", radius :" + radius);
   }
}

3.创建一个工厂生成基于给定信息的实体类的对象

import java.util.HashMap;
public class ShapeFactory {

   //这里先创建一个存储新生成对象的HashMap
   private static final HashMap<String, Shape> circleMap = new HashMap<>();

   public static Shape getCircle(String color) {
      Circle circle = (Circle)circleMap.get(color);

      if(circle == null) {
         circle = new Circle(color);
         circleMap.put(color, circle);
         System.out.println("Creating circle of color : " + color);
      }
      return circle;
   }
}

4.使用该工厂通过传递颜色信息来获取实体类的对象

public class FlyweightPatternDemo {
   private static final String colors[] = 
      { "Red", "Green", "Blue", "White", "Black" };
   public static void main(String[] args) {

      for(int i=0; i < 20; ++i) {
         Circle circle = 
            (Circle)ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());
         circle.setX(getRandomX());
         circle.setY(getRandomY());
         circle.setRadius(100);
         circle.draw();
      }
   }
   private static String getRandomColor() {
      return colors[(int)(Math.random()*colors.length)];
   }
   private static int getRandomX() {
      return (int)(Math.random()*100 );
   }
   private static int getRandomY() {
      return (int)(Math.random()*100);
   }
}

总结

享元模式就是共享对象，在某些对象需要重复创建，且最终只需要得到单一结果的情况下，可以使用享元模式。所以此模式是先利用已创建的对象，通过某种规则判断当前所需对象是否可以利用已存在对象作相应修改后得到想要的效果。

源码

1. Integer

    - valueOf() 在这了解IntegerCache 如果在-128-127之间，会直接从缓存中取值，否则会新建对象

2. Long

    - LongCache

3. GenericObjectPool

    - Tomcat连接池，在连接池中保存Deque对象。