Java中除去有设计原则之外,还有23中设计模式。
这些模式都是前辈们一点一点积累下来,一直在改进,一直在优化的,而这些设计模式可以解决一些特定的问题。
并且在这些模式中,可以说是将语言的使用体现的淋漓尽致。
那我们今天要学习 结构型模式 中的 享元模式 !
享元模式
我们先来了解一下享元模式,老规矩,百度百科走一走。
很感谢百度百科的介绍,但是怎么说呢,我们虽然认识每一个汉字,但是组成单词、句子之后,真的是不好读懂。
我给大家先简单的介绍一下我们为啥要用享元模式。
对弈不知道大家有没有听说过,我相信知道的人很少,但是一说围棋大家肯定一下子就知道了。
围棋这个就是两个人在下棋,一方拿黑棋,一方拿白棋,然后互相下。但是如果拿程序去设计,这个我们需要创建很多的黑棋、白棋。还有就是教室里面的桌子、凳子啥的,我们同样用程序去设计的时候,也是需要创建很多的这个对象,这个是不可能的,如果创建那么多的对象,很快你的服务器资源就慢慢耗光,这个可以说是程序设计的瓶颈,如果想提高系统性能的这个瓶颈,我们就可以使用享元模式,来解决对这种面临创建大量的对象或者是那种相似的对象实例的问题。
享元模式的定义与特点
享元(Flyweight)模式的定义:运用共享技术来有効地支持大量细粒度对象的复用。它通过共享已经存在的又橡来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量相似类的开销,从而提高系统资源的利用率。
这里呢,扯到了一个细粒度对象的问题,我简单说一下,具体的大家可以百度百科自己来查看
细粒度和粗粒度
我是这样去理解这个东西的,责任越多的,就是粗粒度,责任越少的就是细粒度。比如说一个具体的类,它和Object相比,那这个具体的类就是细粒度,而这个Object就是粗粒度。
享元模式的优点
1. 相同对象只要保存一份,这降低了系统中对象的数量,从而降低了系统中细粒度对象给内存带来的压力。
缺点
1. 为了使对象可以共享,需要将一些不能共享的状态外部化,这将增加程序的复杂性。
2. 读取享元模式的外部状态会使得运行时间稍微变长。
享元模式的结构与实现
享元模式中存在两种状态,一个是内部状态,一个是外部状态。这两种状态里面具体是什么呢?往下看
内部状态中存放的是不会随着环境的改变而改变的可以共享的部分。而外部状态,是存放着会随着环境改变而改变的不可以共享的状态。
而享元模式的实现,就是靠着区分这两种状态,将外部状态外部化。下面我们来看一下角色。
享元模式的主要角色:
1. 抽象享元角色(Flyweight):是所有的具体享元类的基类,为具体享元规范需要实现的公共接口,非享元的外部状态以参数的形式通过方法传入。
2. 具体享元(Concrete Flyweight)角色:实现抽象享元角色中所规定的接口。
3. 非享元(Unsharable Flyweight)角色:是不可以共享的外部状态,它以参数的形式注入具体享元的相关方法中。
4. 享元工厂(Flyweight Factory)角色:负责创建和管理享元角色。当客户对象请求一个享元对象时,享元工厂检查系统中是否存在符合要求的享元对象,如果存在则提供给客户;如果不存在的话,则创建一个新的享元对象。
我们呢,简单的来实现一下,我们就用这个围棋来说话。
第一步:
我们先创建一个抽象享元角色,这个其实是一个接口,是一个公共的接口,用来定义黑棋白棋的下在棋盘上的地方。
我们把整个棋盘看成一个平面直角座标系,然后就是X、Y座标。
package com.java.flyweight;
/**
* 围棋英语:Go
*/
public interface GoFlyweight {
void playChess(int x, int y);
}
第二步:
我们再来创建创建黑棋和白棋,这个黑棋白棋
先来弄白棋
package com.java.flyweight;
public class White implements GoFlyweight {
private String key;
public White(String key) {
this.key = key;
System.out.println("白棋被创建,它的编号是: " + this.key);
}
@Override
public void playChess(int x, int y) {
System.out.println("我这一步白棋,下到了" + x + "这个横座标了,纵座标是" + y);
}
}
接着来黑棋,其实和白棋差不多。
package com.java.flyweight;
public class Black implements GoFlyweight {
private String key;
public Black(String key) {
this.key = key;
System.out.println("黑棋被创建,它的编号是: " + this.key);
}
@Override
public void playChess(int x, int y) {
System.out.println("我这一步黑棋,下到了" + x + "这个横座标了,纵座标是" + y);
}
}
第三步:
我们来弄下棋的这个对手,这个对手呢,就是一个非享元角色。
package com.java.flyweight;
public class People {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public People(String name) {
this.name = name;
}
}
我们弄得稍微简单一点,就弄个人的名字就好了,搞得太多,乱!
然后我们修改一下这个接口,我们将这个People添加进去。
同样,我们把实现类也改一下
黑棋白棋都一样,复制一下就好。
第四步:
我们来弄个工厂模式,用来管理和创建这个黑棋白棋,更重要的一步就是将这个新创建的对象放入到Map集合中,下次拿就直接从Map中获取,不再去创建了。
package com.java.flyweight;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class GoFlyweightFactory {
private Map<String, GoFlyweight> flyweights=new HashMap<String, GoFlyweight>();
public GoFlyweight getGoFlyweight(String key) {
GoFlyweight goFlyweight = this.flyweights.get(key);
// 说明还没有被创建
if(goFlyweight == null) {
if(key.equals("1")) {
goFlyweight = new White(key);
this.flyweights.put(key, goFlyweight);
} else if(key.equals("2")) {
goFlyweight = new Black(key);
this.flyweights.put(key, goFlyweight);
} else {
return null;
}
}
return goFlyweight;
}
}
接下来,弄好之后,我们来进行测试
测试:
OK,我们运行一下
可以看到,我们的这个白棋和黑棋各自只被创建了一次。
OK,就到这里,大家好好看一下。多多练习。