享元模式

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丁起男 05月 25,2021
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享元模式

需求

展示网站

小型的外包项目,给客户a做一个产品展示网站,客户a的朋友感觉效果不错,也希望做这样的产品展示网站,但是要求都有些不同

  • 有客户要求以新闻的形式发布
  • 有客户要求以博客的形式发布
  • 有客户希望以微信公众号的形式发布

传统方案

  • 直接复制黏贴一份,然后根据客户不同要求,进行定制修改
  • 给每个网站租用一个空间

问题分析

  • 需要的网站结构相似度很高,而且都不是高访问量网站,如果分成很多个虚拟空间来处理,相当于一个相同网站的实例对象很多,造成服务器的资源浪费

解决思路

  • 整合到一个网站中,共享其相关的代码和数据,对于硬盘、内存、cpu、数据库空间等服务器资源都可以达成共享,减少服务器资源

  • 对于代码来说,由于是一份实例,维护和扩展都更加容易

  • 使用享元模式来解决

享元模式

  • 享元模式也叫蝇量模式:运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象
  • 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直接拿来用,避免重复创建,如果没有我们需要的,则创建一个
  • 享元模式能够解决重复对象的内存浪费问题,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
  • 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、缓冲池等等都是享元模式的应用,享元模式是池技术的重要实现方式

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

抽象:

public abstract class WebSite{
    public abstract void use(User user);
}

具体实现:

public class ConcreteWebSite extends WebSite{
    //网站发布的类型,共享的部分(内部状态)
    private String type = "";
    
    public ConcreteWebSite(String type){
        this.type = type;
    }
    
    public void use(User user){
        System.out.println("网站的发布类型为:"+type+","+user.name+"在使用");
    }
}

外部状态:

public class User{
    public String name;
    
    public User(String name){
        this.name = name;
    }
}

网站工厂类:

//根据需求返回具体网站
public class WebSiteFactory{
    //集合,相当于 池
    private Map<String,ConcreteWebSite> pool = new HashMap();
    //根据网站类型,返回网站,如果没有就创建一个网站,并放入池中
    public WebSite getWebSite(String type){
        if(!pool.containsKey(type)){
            //没有,就创建一个放入池中
            pool.put(type,new ConcreteWebSite(type));
        }
        return (WebSite) pool.get(type);
    }
}

使用:

//创建一个工厂
WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory();

WebSite xw = factory.getWebSite("新闻");
xw.use(new User("张三"));

WebSite bk = factory.getWebSite("博客");
bk.use(new User("李四"));

WebSite bk2 = factory.getWebSite("博客");
bk.use(new User("王五"));

总结

  • 在享元模式中,“享”就表示共享,“元”就表示对象
  • 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
  • 用位于标识码判断,如果内存中有,则返回这个唯一标识码所标识的对象,用HashMap/HashTable存储
  • 用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
  • 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,这是我们使用享元模式需要注意的地方
  • 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缓冲池的创建,比如string常量池、数据库连接池