java設計模式——享元模式

一. 定義與類型

定義：提供了減少對象數量從而改善應用所需的對象結構的方式，運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象

類型：結構性

二. 使用場景

(1)  常常應用於系統底層的開發，以便解決系統的性能問題

(2)  系統有大量相似對象，需要緩沖池的場景

三. 優缺點

優點：

　　(1) 減少對象的創建，降低內存中對象的數量，降低系統的內存，提高效率

　　(2) 減少內存之外的其他資源占用

缺點：

　　(1) 關注內/外狀態，關注線程安全問題

　　(2) 使系統，程序的邏輯復雜化

四.享元——擴展

內部狀態

外部狀態

五. 相關設計模式

享元模式和代理模式

　　代理模式就是代理一個類，如果生成這個代理類需要花費的資源和時間比較多，就可以使用享元模式，提高系統的速度

享元模式和單例模式

　　單例模式中的容器單例就是享元模式的一種使用

六. Coding

以一個業務場景為例，假設每年年底的時候公司中的部門經理都需要寫年終報告，但是可能不止要報告一次，需要重復報告。

使用享元模式，可以很好的完成上面的例子。

先創建一個接口：

/**
 * @program: designModel
 * @description:
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 10:01
 **/
public interface Emplyee {
    void report();
}

再創建一個經理實體類，來實現接口

/**
 * @program: designModel
 * @description: 部門manager
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 10:01
 **/
public class Manager implements Emplyee {
    public void report() {
        System.out.println(reportContent);
    }
    private String title = "部門經理";
    private String department;//部門
    private String reportContent;//報告內容

    public Manager(String department) {
        this.department = department;
    }

    public void setReportContent(String reportContent) {
        this.reportContent = reportContent;
    }
}

在創建一個員工工廠，通過工廠在獲取manager，因為只需要manager做報告，不需要employee。

/**
 * @program: designModel
 * @description: 員工工廠
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 10:04
 **/
public class EmployeeFactory {
　　 //因為在享元模式中，一般要考慮線程安全問題，但是還是要看業務場景來使用
    private static final Map<String, Emplyee> EMPLYEE_MAP = new HashMap<String, Emplyee>();

    public static Emplyee getManager(String department) {
        Manager manager = (Manager) EMPLYEE_MAP.get(department);
        if (manager == null) {
            manager = new Manager(department);
            System.out.print("創建部門經理：" + department);
            String reportContent = department + "部門匯報：此次報告的主要內容是。。。。";
            manager.setReportContent(reportContent);
            System.out.println(" 創建報告：" + reportContent);
            EMPLYEE_MAP.put(department, manager);
        }
        return manager;
    }
}

應用層：

/**
 * @program: designModel
 * @description:
 * @author: YuKai Fan
 * @create: 2019-02-12 10:08
 **/
public class Test {
    private static final String departments[] = {"RD", "QA", "PM", "BD"};

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String department = departments[(int) (Math.random() * departments.length)];
            Manager manager = (Manager) EmployeeFactory.getManager(department);
            manager.report();
        }
    }
}

結果：

UML類圖：

從結果可以看出，當部門經理做報告時只需要創建一次即可，下次不需要再次創建。減少了對象的創建

在上面的代碼例子中，department相當於外部狀態。因為它依賴於外部的傳入，為了方便理解，創建一個title屬性，它就是一個內部狀態，它不隨外部狀態department的變化而變化。

七. 源碼分析

(1)

Integer類就是典型的享元模式的例子

Integer.valueOf中有一個IntegerCache,上面的代碼中就對傳入的值進行判斷。如果是從IntegerCache中取出就直接返回，否則就new一個Integer對象。這也就是如果傳入的int值不在固定的范圍類，它們做==的時候一定是false，因為不是同一個對象。其中low=-128,high=127.

還有Long類的valueOf，也是同上的道理。

(2)

tomcat中的GenericObjectPoolConfig連接池