Java描述设计模式(18)：享元模式
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一、使用场景
应用代码
public class C01_InScene { public static void main(String[] args) { String c0 = "cicada" ; String c1 = "cicada" ; System.out.println(c0 == c1); // true }}String类型就是使用享元模式。String对象是final类型，对象一旦创建就不可改变。在JAVA中字符串常量都是存在常量池中的，JAVA会确保一个字符串常量在常量池中只有一个拷贝，其中c0和c1就是一个字符串常量。结果为：true，说明c0和c1两个引用都指向了常量池中的同一个字符串常量"cicada"。这样的设计避免了在创建N多相同对象时所产生的不必要的大量的资源消耗。
二、享元模式
1、基础简介
享元模式是对象的结构模式。享元模式以共享的方式高效地支持大量的细粒度对象。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需要的则直接拿来用，避免重新创建。
2、模式图解
3、核心角色
- 抽象享元角色
给出一个抽象接口，以规定具体享元角色要实现的方法。
- 具体享元角色
实现抽象享元角色所规定出的接口。如果有内部状态的话，必须为内部状态提供存储能力。
- 享元工厂角色
负责创建和管理享元角色。必须保证享元对象可以被系统选择性共享。当一个客户端对象调用一个享元对象的时候，享元工厂角色会检查系统中是否已经有一个符合要求的享元对象。如果已经存在，直接返回该对象；如果系统中没有该享元对象，享元工厂角色就应当创建该享元对象。
4、内部外部状态
- 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，可以随环境改变而改变的、不可共享的状态。
5、源码实现
public class C02_FlyWeight { public static void main(String[] args) { FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory(); Flyweight fly = factory.factoryMethod('c'); fly.printState("One"); fly = factory.factoryMethod('d'); fly.printState("Two"); fly = factory.factoryMethod('c'); fly.printState("San"); // 调用了三次工厂方法，只创建了两个对象 factory.poolInfo(); }}/** * 抽象享元角色类 */interface Flyweight { void printState (String state);}/** * 具体享元角色类 */class ConcreteFlyweight implements Flyweight { private Character innerState = null; public ConcreteFlyweight (Character state){ this.innerState = state; } @Override public void printState(String state) { System.out.println("内部状态：" + this.innerState); System.out.println("外部状态：" + state); }}/** * 享元工厂角色类 */class FlyweightFactory { // 模拟数据池 private Map pool = new HashMap<>(); public Flyweight factoryMethod (Character state){ //先从缓存中查找对象 Flyweight fly = pool.get(state); if(fly == null){ fly = new ConcreteFlyweight(state); pool.put(state, fly); } return fly; } public void poolInfo (){ System.out.println("数据池："+pool); }} 三、JDK应用场景
- 测试代码块
public class C03_Integer {public static void main(String[] args) { Integer c1 = Integer.valueOf(127),c2 = Integer.valueOf(127) ; Integer c3 = new Integer(127),c4 = new Integer(127) ; boolean flag1 = c1==c2 ,flag2 = c2==c3,flag3 = c3==c4 ; // true;false;false System.out.println(flag1+";"+flag2+";"+flag3); Integer c5 = Integer.valueOf(222),c6=Integer.valueOf(222) ; // false System.out.println(c5==c6);}} - 源码分析
public static Integer valueOf(int i) {if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];return new Integer(i);}这里valueOf方法的意思就是，如果传入的数据在 (-128) 到 (127) 之间，则从缓存中直接返回，否则创建一个新的Integer对象。
四、模式总结
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。不需一直创建新对象，可以从缓冲池里拿。这样可以降低系统内存，同时提高效率。经典的应用场景就是池技术，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。享元模式使得系统更加复杂。为了使对象可以共享，需要时刻管理对象的状态变化，这使得程序的逻辑变得复杂。
五、源代码地址
GitHub·地址https://github.com/cicadasmile/model-arithmetic-parentGitEE·地址https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent