Java —— Flyweight 享元模式
文章目录
- Java —— Flyweight 享元模式
- 简介
- 用处
- 简单例子
- 要点
- 对多个地方产生影响
- Intrinsic 与 Extrinsic
- 不要让被共享实例被垃圾回收器回收了
- 内存之外的其它资源
- 相关的设计模式
- 代码
Java —— Flyweight 享元模式
结构型模式
Flyweight 【/'flaɪweɪt/ 轻量级的】
共享对象，避免浪费。
简介
通过尽量共享实例来避免new出实例，主要用于减少创建对象和数量，以减少内存占用和提高性能。
当需要某个实例时，不通过new生成实例，尽量共用已存在当实例。这就是Flyweight模式的核心内容。
用处
- 系统中有大量对象。
- 这些对象消耗大量内存。
- 这些对象的状态大部分可以外部化。
- 这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象代替。
- 系统不依赖这些对象身份，这些对象是不可分辨的。
简单例子
获取指定颜色的圆，如果有就获取，如果没有就画一个。
- Shape 绘画接口
public interface Shape {
/**
* 绘画
*/
void draw();
}
- Circle 圆对象
public class Circle implements Shape {
private String color;
private int x;
private int y;
private int radius;
public Circle(String color){
this.color = color;
}
public void setX(int x) {
this.x = x;
}
public void setY(int y) {
this.y = y;
}
public void setRadius(int radius) {
this.radius = radius;
}
@Override
public void draw() {
System.out.println("Circle: Draw() [Color : " + color
+", x : " + x +", y :" + y +", radius :" + radius);
}
}
- ShapeFactory 画画的工厂，有的话就取出来，没有就画一个
public class ShapeFactory {
private static final HashMap<String, Shape> circleMap = new HashMap<>();
public static Shape getCircle(String color) {
Circle circle = (Circle)circleMap.get(color);
if(circle == null) {
circle = new Circle(color);
circleMap.put(color, circle);
System.out.println("Creating circle of color : " + color);
}
return circle;
}
}
- FlyweightPatternDemo 测试类
public class FlyweightPatternDemo {
private static final String[] COLORS = {"Red", "Green", "Blue", "White", "Black"};
public static void main(String[] args) {
for(int i=0; i < 20; ++i) {
Circle circle = (Circle) ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());
circle.setX(getRandomX());
circle.setY(getRandomY());
circle.setRadius(100);
circle.draw();
}
}
private static String getRandomColor() {
return COLORS[(int)(Math.random()*COLORS.length)];
}
private static int getRandomX() {
return (int)(Math.random()*100 );
}
private static int getRandomY() {
return (int)(Math.random()*100);
}
}
- 执行结果
Creating circle of color : White
Circle: Draw() [Color : White, x : 44, y :6, radius :100
Creating circle of color : Green
Circle: Draw() [Color : Green, x : 81, y :25, radius :100
Creating circle of color : Red
Circle: Draw() [Color : Red, x : 72, y :59, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 87, y :99, radius :100
Creating circle of color : Blue
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 69, y :52, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 29, y :65, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 70, y :20, radius :100
Circle: Draw() [Color : White, x : 43, y :44, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 4, y :46, radius :100
Circle: Draw() [Color : Red, x : 31, y :47, radius :100
Circle: Draw() [Color : White, x : 40, y :65, radius :100
Creating circle of color : Black
Circle: Draw() [Color : Black, x : 11, y :99, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 20, y :5, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 37, y :90, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 3, y :89, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 81, y :30, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 63, y :16, radius :100
Circle: Draw() [Color : Black, x : 83, y :33, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 63, y :3, radius :100
Circle: Draw() [Color : Red, x : 90, y :39, radius :100
要点
对多个地方产生影响
Flyweight模式核心的 “共享”，如果要改变被共享的对象，就会对多个地方产生影响。
Intrinsic 与 Extrinsic
内在与外在，也叫内蕴和外蕴。
“应当共享的信息和不应当共享的信息是的专有名词。”
- Intrinsic
应当共享的信息被称为Intrinsic信息。
不依赖于位置与状况，可以共享。 - Extrinsic
不应当共享的信息被称为Extrinsic信息。
依赖于位置与状况，不能共享。
不要让被共享实例被垃圾回收器回收了
Java垃圾回收器，通过new关键字分配空间，如果分配了过多的内存，就会导致内存不足。然后Java虚拟机就会开始垃圾回收处理。
所以在程序设计时，一定要考虑到共享实例的设计，“不要让被共享实例被垃圾回收器回收了”
内存之外的其它资源
除了内存资源以外，时间也是一种资源，new关键字生成实例会花费时间。通过Flyweight模式共享实例可以减少使用new关键字生成实例次数。提高程序运行速度。
相关的设计模式
- Proxy 代理模式
生成实例需要花费较长时间，使用Flyweight模式可以提高程序处理的速度。
而Proxy 代理模式是通过设置代理提高程序的处理速度。 - Composite 组合模式
有时可以使用Flyweight模式共享Composite模式中的Leaf角色。
代码
GitHub —— Flyweight 模式