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开局还是那种图,各位客官往下看...
享元模式是什么?
享元模式(FlyWeight
),是结构型模式的一种,次要是为了缩小创建对象的数量,缩小内存占用以及进步性能。说到这里,不晓得你是否会想到池技术,比方String
常量池,数据库连接池,缓冲池等等,是的,这些都利用了享元模式。
比方,有一些对象,创立时候须要资源比拟多,创立老本比拟高,内存开销比拟大,如果咱们始终创立,机器吃不消,那么咱们就想到了池化技术,把创立好的对象放在外面,须要时,去池子外面取就能够了,也就是大家共享了池子外面的对象,这就是共享。
听名字,就很共享单车:
享元模式的特点
一般而言,享元对象须要在不同的场景下应用,那状态如果可随便批改,就容易造成凌乱,出错的概率大大增加。然而如果所有的外部属性都是不可批改的,貌似也不是非常灵便,因而为了在稳固和灵活性之间找到平衡点,个别的享元对象,都会将外部属性划分为两大类:
- 外部状态:不可变,且在多个中央中共享,重复使用的局部,只能通过构造函数设值
- 内部状态:每个对象,在不同场景下,可能存在不一样的状态,能够批改
- 单纯享元模式:在单纯享元模式中,所有的具体享元类都是能够共享的,不存在非共享具体享元类。
- 复合享元模式:将一些单纯享元对象应用组合模式加以组合,还能够造成复合享元对象,这样的复合享元对象自身不能共享,然而它们能够分解成单纯享元对象,而后者则能够共享
这里咱们说的是单纯享元模式,享元模式个别会有几种对象:
- 享元接口或则抽象类(
Flyweight
):在接口或者抽象类中申明定义了公共的办法,能够对外提供局部能力,或者按需提供数据。 - 具体的享元实现类(
ConcreteFlyweight
):实现了形象享元类,在外部有一部分数据是不可变的,实现接口的时候,会对外提供一部分能力或者数据。 - 享元工厂(
FlyweightFactory
): 享元工厂次要是用来创立和治理享元对象的,将各种类型的享元对象放到一个池子里,个别是键值对的模式存在,当然也能够是其余的类型,如果首次获取一个对象,须要先创立,如果池子里曾经有该对象,那么就能够间接返回了。
实现
举个小栗子,比方咱们进来游玩须要购买飞机票,假如一架航班的唯一性是与航班号,登程工夫,达到工夫相干,用户喜爱通过航班号,来查问航班的相干信息,首先咱们须要创立航班一个接口:
public interface IFlight { void info();}
具体的航班类Flight
:
public class Flight implements IFlight { private String flightNo; private String start; private String end; private boolean isDelay; public Flight(String flightNo, String start, String end) { this.flightNo = flightNo; this.start = start; this.end = end; isDelay = Math.random() > 0.5; } @Override public void info() { System.out.println(String.format("从[%s]到[%s]的航班[%s]: %s ", start, end, flightNo, isDelay ? "延误腾飞" : "失常腾飞")); }}
航班搜寻工厂类FlightSearchFactory
:
public class FlightSearchFactory { public static IFlight searchFlight(String flightNo,String start,String end){ return new Flight(flightNo,start,end); }}
模仿客户端申请:
public class ClientTest { public static void main(String[] args) { IFlight flight = FlightSearchFactory.searchFlight("C9876","北京","上海"); flight.info(); }}
咱们能够看到打印出了以下信息:
从[北京]到[上海]的航班[C9876]: 延误腾飞
然而,下面的有一个问题,每次来拜访,都会创立一个对象,坐同一个航班的人,实践上查问的是雷同的数据才对,这部分其实能够共享的,复用来提高效率,何乐而不为呢?
怎么缓存呢?
咱们个别用HashMap
来缓存,只须要将惟一辨认的key
定义好即可:
import java.util.HashMap;import java.util.Map;public class FlightSearchFactory { private static Map<String, IFlight> maps = new HashMap<>(); public static IFlight searchFlight(String flightNo, String start, String end) { String key = getKey(flightNo, start, end); IFlight flight = maps.get(key); if (flight == null) { System.out.print("缓存中没有,须要从新构建:"); flight = new Flight(flightNo, start, end); maps.put(key, flight); }else{ System.out.print("从缓存中读取数据:"); } return flight; } private static String getKey(String flightNo, String start, String end) { return String.format("%s_%s_%s", flightNo, start, end); }}
测试代码:
public class ClientTest { public static void main(String[] args) { IFlight flight = FlightSearchFactory.searchFlight("C9876","北京","上海"); flight.info(); IFlight flight1 = FlightSearchFactory.searchFlight("C9876","北京","上海"); flight1.info(); IFlight flight2 = FlightSearchFactory.searchFlight("H1213","北京","广州"); flight2.info(); }}
测试后果:
缓存中没有,须要从新构建:从[北京]到[上海]的航班[C9876]: 失常腾飞 从缓存中读取数据:从[北京]到[上海]的航班[C9876]: 失常腾飞 缓存中没有,须要从新构建:从[北京]到[广州]的航班[H1213]: 失常腾飞
能够看到如果缓存外面有,那么就不会从新构建对象,能够达到共享对象的目标,咱们平时在我的项目外面应用的各种连接池,比方Redis
连接池,Mysql
连接池等等,这些资源实质上都比拟贵重,咱们能够共享。
JDK
中Integer
其实也用了缓存的技术,因为大家罕用的都是较小的数值,所以默认Integer
如果应用valuesOf(int i)
办法获取,就会优先读取缓存内容:
public static Integer valueOf(int i) { if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i); }
咱们能够看到如果在low
和high
范畴内的数据,就会从缓存外面获取,否则会间接新建一个对象,那么low
和high
的范畴多大呢?
static final int low = -128; static final int high;
high
是动态变化的,然而high
是有断言的,必须大于等于127
:assert IntegerCache.high >= 127;
,而范畴能够从java.lang.Integer.IntegerCache.high
这个配置项读取进去:
static { // high value may be configured by property int h = 127; String integerCacheHighPropValue = sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high"); if (integerCacheHighPropValue != null) { try { int i = parseInt(integerCacheHighPropValue); i = Math.max(i, 127); // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1); } catch( NumberFormatException nfe) { // If the property cannot be parsed into an int, ignore it. } } high = h; cache = new Integer[(high - low) + 1]; int j = low; for(int k = 0; k < cache.length; k++) cache[k] = new Integer(j++); // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7) assert IntegerCache.high >= 127; }
测试一下:
public class IntegerTest { public static void main(String[] args) { // 不相等 Integer integer = Integer.valueOf(128); Integer integer1 = Integer.valueOf(128); System.out.println(integer == integer1); // 相等 Integer integer2 = Integer.valueOf(127); Integer integer3 = Integer.valueOf(127); System.out.println(integer2 == integer3); // 相等 Integer integer4 = Integer.valueOf(0); Integer integer5 = Integer.valueOf(0); System.out.println(integer4 == integer5); // 相等 Integer integer6 = Integer.valueOf(-128); Integer integer7 = Integer.valueOf(-128); System.out.println(integer6 == integer7); // 不相等 Integer integer8 = Integer.valueOf(-129); Integer integer9 = Integer.valueOf(-129); System.out.println(integer8 == integer9); }}
从下面的后果能够看出实际上Integer
从-128
到127
被缓存了,也验证了咱们的后果,留神必须应用Integer.valueOf()
这个方法,要是应用结构器new Integer()
,创立进去必然是新的对象。
总结
- 长处:如果有很多类似或者反复的对象,应用享元模式,能够节俭空间
- 毛病:如果重用很多,不同中央还做了特殊化解决,代码复杂度减少
设计模式其实是在软件工程的一直摸索中,总结进去的罕用的一种设计思路,并不是非用不可,不是银弹,然而总有值得咱们学习的中央,理解它这般设计的益处,一直的改良咱们写代码,即便每次一点点改良。已经听过一句话:看见他人写得不优雅的代码就有想重构它的激动,能够多读读本人写的代码,而后写得更好(大抵是这个意思)。共勉!
【作者简介】:
秦怀,公众号【秦怀杂货店】作者,集体网站:http://aphysia.cn,技术之路不在一时,山高水长,纵使迟缓,驰而不息。
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