常用设计模式系列之——享元模式

Hello 大家好,我是鸭血粉丝,今天周六,你是在休息学习还是在加班呢?

今天阿粉要跟大家分享的是结构型模式之享元模式,既然享元模式是属于结构性模式中的一种,那自然是用来组织代码,调整相应的代码结构来达到效果的,下面我们一起来看一下吧。

享元模式

首先常规操作,我们先看一下什么是享元模式,维基百科解释:享元模式(英语:Flyweight Pattern)是一种软件设计模式。它使用共享物件,用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯给尽可能多的相似物件;它适合用于当大量物件只是重复因而导致无法令人接受的使用大量内存。通常物件中的部分状态是可以分享。常见做法是把它们放在外部数据结构,当需要使用时再将它们传递给享元。

关键字:减少内存,共享物件,外部数据

简单点描述一下就是一批对象中既有相同的内容也有不同的内容,相同的内容采用共享的方式,不同的内容通过动态传递的方式,来尽量减少对象的产生。这里需要理解的一点是,这多个对象其实底层对应的是同一个对象,物理地址是一个。

享元模式使用场景

享元模式的使用场景还是比较多的,最常见的一个场景就是 Java JDK 里面的 String 字符串类,因为 JVM 中有常量池,常量池的实现就是一种享元模式,避免多个相同对象的存在。另外线程池以及很多用到缓冲池的地方都采用了享元模式,比如 Integer 类中默认缓存了-128 -127 之间的整数,等等场景。

在演示享元模式之前,我们要先了解享元模式中涉及到的几个角色名称

抽象享元类:通常是一个接口,主要对外提供修改内部数据的接口

具体享元类:享元的实现类,通常存储在内存中,便于使用

享元工厂类:对外创建具体享元类

下面我们通过一个简单的示例来演示一下享元模式,我们创建一个接口类,然后写一个实现类,再通过一个工厂来创建享元类,相关代码如下:

UML 图解

代码演示

我们先创建一个接口类 IFlyweight.java,里面包含一个设置宽度的方法,如下

然后编写一个实现类 FlyweightImpl.java 来实现接口,并且在构造函数中传递一个 Color 对象

第三步我们再编写一个工厂类 FlyweightFactory.java,里面有一个 Color 对象的本地缓存,对于相同的颜色只保存一个对象。

颜色辅助类 Color.java

最后写一个测试应用类 FlyweightDemo.java

上面测试类中,我们分别定义了两种颜色的三个对象,由于相同颜色的对象已经被缓存了,所以我们输出的结果如下:

输出结果

“从上面的运行结果中,我们可以看出,flyweight0 与flyweight1 其实是同一个对象,虽然他们的 width 和 height 属性值不一样,但是他们的底层对应的是同一个对象本身。这就是享元模式的核心内容,通过共享变量,来减少对象的产生,从而减少内存的使用。

总结

今天跟大家分享了一下设计模式中的结构型模式之享元模式,享元模式在我们日常使用的框架和组件都有很广泛的应用,希望通过这篇文章能够帮助大家加深或者理解享元模式,欢迎大家一起讨论交流,谈谈你所知道的还有哪些框架和组件中使用到了享元模式。

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