设计模式-享元模式（外包真香）

唔仄lo咚锵

发布于 2022-05-08 09:09:51

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引例

场景：现有一外包公司，帮客户A做了一个产品展示网站，网站做好后更多客户觉得效果不错，也希望做个类似网站，但不同的是有客户要求以新闻形式发布、有客户要求以微信公众号形式发布、有客户希望以博客形式发布。~~谁让甲方最大呢~~ 。合理设计达到代码复用，灵活易维护扩展。

一般解法

直接复制粘贴一份（cv大法），然后再根据客户不同要求，进行定制修改，给每一个网站租用了一个空间。示意图如下：

问题分析：首先需要的网站结构相似度很高（设普通网站，非高访问大并发），如果分成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：全部整合到一个网站中，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=》享元模式。

享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）也叫蝇量模式，是一种结构型模式，“享”就表示共享，“元”表示对象。运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象，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。

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拿来用，避免重新创建，如果没有我们需要的，则创建一个。

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。

类图：

FlyWeight抽象类：享元角色，定义出对象的外部状态和内部状态（下面说明）的接口或实现。
ConcreteFlyWeight：是具体的享元角色，是具体的产品类，实现抽象角色定义相关业务。
UnSharedConcreteFlyWeight：是不可共享的角色，一般不会出现在享元工厂。
FlyWeightFactory享元工厂类：用于构建一一个池容器(集合)，同时提供从池中获取对象方法。

外部状态VS内部状态：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，是随环境改变而改变的、不可共享的状态。

比如围棋的棋子只有黑白两色，棋子颜色就是棋子的内部状态，而各个棋子之间的差别就是位置的不同，当我们落子后颜色是定的，但位置是变化的，所以棋子坐标是棋子的外部状态。

每盘围棋可能产生两三百个棋子对象，因为内存空间有限，一台服务器很难支持更多玩家围棋游戏，如果使用享元模式来处理棋子，那么棋子对象就可以减少到只有两个实例，很好的解决对象的开销问题。

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享元解法

使用享元模式来解决引例需求。类图： User就是享元模式中的外部状态。

代码：

抽象类

public abstract class WebSite {
	public abstract void use(User user);//抽象方法
}

抽象实现子类

public class ConcreteWebSite extends WebSite {//具体网站
	//共享的部分，内部状态
	private String type = ""; //网站发布的形式(类型)
	//构造器
	public ConcreteWebSite(String type) {

		this.type = type;
	}
	@Override
	public void use(User user) {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("网站的发布形式为:" + type + " 在使用中 .. 使用者是" + user.getName());
	}
}

享元工厂类

public class WebSiteFactory {//根据需要返回压一个网站
	//集合， 充当池的作用
	private HashMap<String, ConcreteWebSite> pool = new HashMap<>();

	//根据网站的类型，返回一个网站, 如果没有就创建一个网站，并放入到池中,并返回
	public WebSite getWebSiteCategory(String type) {
		if(!pool.containsKey(type)) {
			//就创建一个网站，并放入到池中
			pool.put(type, new ConcreteWebSite(type));
		}
		return (WebSite)pool.get(type);
	}
	//获取网站分类的总数 (池中有多少个网站类型)
	public int getWebSiteCount() {
		return pool.size();
	}
}

不可共享类

public class User { //外部状态
	private String name;
	public User(String name) {
		super();
		this.name = name;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
}

客户端调用

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个工厂类
		WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory();

		// 客户要一个以新闻形式发布的网站
		WebSite webSite1 = factory.getWebSiteCategory("新闻");
		webSite1.use(new User("tom"));

		// 客户要一个以微信公众号形式发布的网站
		WebSite webSite2 = factory.getWebSiteCategory("微信公众号");
		webSite2.use(new User("jack"));

		// 客户要一个以博客形式发布的网站
		WebSite webSite3 = factory.getWebSiteCategory("博客");
		webSite3.use(new User("jerry"));

		// 客户要一个以博客形式发布的网站
		WebSite webSite4 = factory.getWebSiteCategory("博客");
		webSite4.use(new User("lisa"));

		System.out.println("网站的分类共=" + factory.getWebSiteCount());
	}
}

运行结果：