设计模式【七】—— 外观模式/享元模式

第十章 外观模式

10.1 基本介绍

1. 外观模式（Facade），也叫过程模式，为子系统中的一组接口提供一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。
2. 这个一致的接口，用以屏蔽内部子系统的细节，使得调用端只需跟这个接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节。
3. 外观模式可以理解为转换一群接口，客户只要调用一个接口，而不用调用多个接口才能达到目的，解决多个复杂接口带来的使用困难，起到简化用户操作的作用。

10.2 角色与职责

• 外观类（Facade）：为调用端提供统一的调用接口，外观类知道哪些子系统负责处理请求，从而将调用端的请求代理给适当子系统对象。
• 调用者（Client）：外观接口的调用者。
• 子系统的集合：指模块或者子系统，处理 Facade 对象指派的任务，他是功能的实际提供者。

10.3 注意事项和细节

1. 外观模式对外屏蔽了子系统的细节，因此外观模式降低了客户端对子系统使用的复杂性。
2. 外观模式对客户端与子系统的耦合关系 - 解耦，让子系统内部的模块更易维护和扩展。
3. 通过合理的使用外观模式，可以帮我们更好的划分访问的层次。
4. 当系统需要进行分层设计时，可以考虑使用 Facade 模式。
5. 在维护一个遗留的大型系统时，可能这个系统已经变得非常难以维护和扩展，此时可以考虑为新系统开发一个Facade 类，来提供遗留系统的比较清晰简单的接口，让新系统与 Facade 类交互，提高复用性。
6. 不能过多的或者不合理的使用外观模式，使用外观模式好，还是直接调用模块好，要以让系统有层次，利于维护为目的。

10.4 在 MyBatis 框架中的应用

MyBatis 中的 Configuration 去创建 MetaObject 对象使用到外观模式。

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第十一章 享元模式

11.1 基本介绍

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 享元模式经典的应用场景就是池技术了，String 常量池、数据库连接池、缓冲池等等，享元模式是池技术的重要实现方式。

11.2 角色及职责

• 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
• 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。
• UnSharedConcreteFlyWeight 是不可共享的角色，一般不会出现在享元工厂。
• FlyWeightFactory 享元工厂类，用于构建一个池容器（集合），同时提供从池中获取对象方法。

11.3 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：

• 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。
• 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。

例子：

1. 比如围棋、五子棋、跳棋，它们都有大量的棋子对象，围棋和五子棋只有黑白两色，跳棋颜色多一点，所以棋子颜色就是棋子的内部状态；而各个棋子之间的差别就是位置的不同，当我们落子后，落子颜色是定的，但位置是变化的，所以棋子坐标就是棋子的外部状态。
2. 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。

11.4 注意事项和细节

1. 在享元模式这样理解，“享”就表示共享，“元”表示对象。
2. 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，我们就可以考虑选用享元模式。
3. 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。
4. 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。
5. 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，这是使用享元模式需要注意的地方。
6. 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。
7. 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。

11.5 享元模式在 JDK-Interger 的应用源码分析

Integer.valueOf() 方法使用了享元模式。

1. 在 valueOf() 方法中，先判断值是否在 IntegerCache（-128~127）中，如果在，就直接从缓存池返回（使用享元模式）；如果不在，就创建新的 Integer(new)；
2. 使用 valueOf() 方法得到一个 Integer 实例，执行速度比 new 快。