• Java设计模式—享元模式


     

    享元模式:是池技术的重要实现方式。

     

    定义如下:

    使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。

     

    个人理解:享元模式利用共享对象的技术,解决了Java中内存溢出的问题。

            享元模式的定义为我们提出了两个要求:细粒度的对象和共享对象。我们知道分配太多的对象到应用程序中将有损程序的性能,同时还容易造成内存溢出,那怎么避免呢?就是享元模式提到的共享技术。我们先来了解一下对象的内部状态和外部状态。要求细粒度对象,那么不可避免地使得对象数量多且性质相近,那我们就将这些对象的信息分为两个部分:内部状态(intrinsic)与外部状态(extrinsic)。

    ● 内部状态
           内部状态是对象可共享出来的信息,存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变,如我们例子中的id、post Address等,它们可以作为一个对象的动态附加信息,不必直接储存在具体某个对象中,属于可以共享的部分。


    ● 外部状态

    外部状态是对象得以依赖的一个标记,是随环境改变而改变的、不可以共享的状态,是唯一的一个索引值。

    通用类图如下:

    包含角色:

    ● Flyweight——抽象享元角色
    它简单地说就是一个产品的抽象类,同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。


    ● Concrete Flyweight——具体享元角色
    具体的一个产品类,实现抽象角色定义的业务。该角色中需要注意的是内部状态处理应该与环境无关,不应该出现一个操作改变了内部状态,同时修改了外部状态,这是绝对不允许的。


    ● unshared Concrete Flyweight——不可共享的享元角色
    不存在外部状态或者安全要求(如线程安全)不能够使用共享技术的对象,该对象一般不会出现在享元工厂中。


    ● Flyweight Factory——享元工厂
    职责非常简单,就是构造一个池容器,同时提供从池中获得对象的方法。

    通用源代码如下:

    抽象享元角色
    public abstract class Flyweight {
         //内部状态
         private String intrinsic;
         //外部状态
         protected final String Extrinsic;
         //要求享元角色必须接受外部状态
         public Flyweight(String _Extrinsic){
                 this.Extrinsic = _Extrinsic;
         }
         //定义业务操作
         public abstract void operate();
         //内部状态的getter/setter
         public String get Intrinsic() {
                 return intrinsic;
         }
         public void set Intrinsic(String intrinsic) {
                 this.intrinsic = intrinsic;
         }
    }<span style="font-size:18px;">
    </span>

           抽象享元角色一般为抽象类,在实际项目中,一般是一个实现类,它是描述一类事物的方法。在抽象角色中,一般需要把外部状态和内部状态(当然了,可以没有内部状态,只有行为也是可以的)定义出来,避免子类的随意扩展。

    具体享元角色
    public class Concrete Flyweight1 extends Flyweight{
         //接受外部状态
         public Concrete Flyweight1(String _Extrinsic){  super(_Extrinsic);
         }
         //根据外部状态进行逻辑处理
         public void operate(){
                 //业务逻辑
         }
    }
    public class Concrete Flyweight2 extends Flyweight{
         //接受外部状态
         public Concrete Flyweight2(String _Extrinsic){
                 super(_Extrinsic);
         }
         //根据外部状态进行逻辑处理
         public void operate(){
                 //业务逻辑
         }
    }
    

            实现自己的业务逻辑,然后接收外部状态,以便内部业务逻辑对外部状态的依赖。注意,我们在抽象享元中对外部状态加上了final关键字,防止意外产生,什么意外?

    获得了一个外部状态,然后无意修改了一下,池就混乱了!

    享元工厂
    public class Flyweight Factory {
         //定义一个池容器
         private static  Hash Map<String,Flyweight> pool= new Hash Map<String,Flyweight
         //享元工厂
         public static Flyweight get Flyweight(String Extrinsic){
                 //需要返回的对象
                 Flyweight flyweight = null;
                 //在池中没有该对象
                 if(pool.contains Key(Extrinsic)){
                         flyweight = pool.get(Extrinsic);
                 }else{
                         //根据外部状态创建享元对象
                         flyweight = new Concrete Flyweight1(Extrinsic);
                         //放置到池中
                         pool.put(Extrinsic, flyweight);
                 }
                 return flyweight;     }
    }


     

    享元模式的优点和缺点:


           享元模式是一个非常简单的模式,它可以大大减少应用程序创建的对象,降低程序内存的占用,增强程序的性能,但它同时也提高了系统复杂性,需要分离出外部状态和内部状态,而且外部状态具有固化特性,不应该随内部状态改变而改变,否则导致系统的逻辑混乱。


    使用场景:


    ● 系统中存在大量的相似对象。
    ● 细粒度的对象都具备较接近的外部状态,而且内部状态与环境无关,也就是说对象没有特定身份。
    ● 需要缓冲池的场景。

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