一、前言
享元模式(Flyweight Pattern)主要用于减少创建对象的数量,以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式,它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。
享元模式尝试重用现有的同类对象,如果未找到匹配的对象,则创建新对象。我们将通过创建 5 个对象来画出 20 个分布于不同位置的圆来演示这种模式。由于只有 5 种可用的颜色,所以 color 属性被用来检查现有的 Circle 对象。
二、介绍
2.1 意图
运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
2.2 主要解决
在有大量对象时,有可能会造成内存溢出,我们把其中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。
2.3 何时使用
1、系统中有大量对象。
2、这些对象消耗大量内存。
3、这些对象的状态大部分可以外部化。
4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组,当把外蕴对象从对象中剔除出来时,每一组对象都可以用一个对象来代替。
5、系统不依赖于这些对象身份,这些对象是不可分辨的。
2.4 如何解决
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。
2.5 关键代码
用 HashMap 存储这些对象。
2.6 应用实例
1、JAVA 中的 String,如果有则返回,如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。
2、数据库的数据池。
2.7 优点
大大减少对象的创建,降低系统的内存,使效率提高。
2.8 缺点
提高了系统的复杂度,需要分离出外部状态和内部状态,而且外部状态具有固有化的性质,不应该随着内部状态的变化而变化,否则会造成系统的混乱。
2.9 使用场景
1、系统有大量相似对象。
2、需要缓冲池的场景。
2.10 注意事项
1、注意划分外部状态和内部状态,否则可能会引起线程安全问题。
2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。
三、实现
我们将创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类 Circle。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。
ShapeFactory 有一个 Circle 的 HashMap,其中键名为 Circle 对象的颜色。无论何时接收到请求,都会创建一个特定颜色的圆。ShapeFactory 检查它的 HashMap 中的 circle 对象,如果找到 Circle 对象,则返回该对象,否则将创建一个存储在 hashmap 中以备后续使用的新对象,并把该对象返回到客户端。
FlyWeightPatternDemo,我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息(red / green / blue/ black / white),以便获取它所需对象的颜色。
3.1 步骤 1
创建一个接口。
Shape.java
1 | public interface Shape { |
3.2 步骤 2
创建实现接口的实体类。
Circle.java
1 | public class Circle implements Shape { |
3.3 步骤 3
创建一个工厂,生成基于给定信息的实体类的对象。
ShapeFactory.java
1 | import java.util.HashMap; |
四、测试
使用该工厂,通过传递颜色信息来获取实体类的对象。
4.1 编写测试代码
FlyweightPatternDemo.java
1 | public class FlyweightPatternDemo { |
4.2 执行程序,输出结果
Creating circle of color : Green
Circle: Draw() [Color : Green, x : 31, y :92, radius :100]
Creating circle of color : Blue
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 19, y :37, radius :100]
Creating circle of color : White
Circle: Draw() [Color : White, x : 13, y :20, radius :100]
Circle: Draw() [Color : White, x : 97, y :77, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 35, y :43, radius :100]
Creating circle of color : Black
Circle: Draw() [Color : Black, x : 85, y :24, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 48, y :0, radius :100]
Creating circle of color : Red
Circle: Draw() [Color : Red, x : 94, y :14, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Red, x : 10, y :79, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 89, y :27, radius :100]
Circle: Draw() [Color : White, x : 12, y :55, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Black, x : 87, y :11, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Black, x : 81, y :87, radius :100]
Circle: Draw() [Color : White, x : 8, y :20, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Red, x : 34, y :22, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 82, y :4, radius :100]
Circle: Draw() [Color : White, x : 14, y :10, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 97, y :69, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 6, y :23, radius :100]
Circle: Draw() [Color : Red, x : 34, y :70, radius :100]