Java实现23种设计模式(十):享元模式

二十三种设计模式分类

设计模式三大分类.jpg

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一、概述

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。
主要解决在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

优点

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

提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

场景

1、系统有大量相似对象。
2、需要缓冲池的场景。

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二、实现

享元模式中存在以下两种状态：

• 内部状态，即不会随着环境的改变而改变的可共享部分；
• 外部状态，指随环境改变而改变的不可以共享的部分。享元模式的实现要领就是区分应用中的这两种状态，并将外部状态外部化。

1. 结构图

享元模式的主要角色有如下。

• 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。
• 具体享元（Concrete Flyweight）角色：实现抽象享元角色中所规定的接口。
• 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。
• 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，享元工厂检査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。

享元模式

PS:UML结构图可以参考，例子实现并不根据UML图来完成，灵活实现即可；

2. 实现

• 连接池类

package cn.missbe.model.flyweight;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * Copyright (c) 2020.
 * Email: [email protected]
 * @author lyg  2020/4/28 上午11:11
 * description:
 * 享元模式：重复利用对象
 * 数据库连接池，维护数据库连接重复利用创建的连接
 **/

public class DatasourceConnectionPool {
    private List connections = new ArrayList<>();

    public synchronized DatasourceConnection getConnection(){
        for (DatasourceConnection datasourceConnection : connections) {
            ///找一个不繁忙的连接
            if (!datasourceConnection.isBusy()) {
                return datasourceConnection;
            }
        }
        DatasourceConnection connection = new DatasourceConnection();
        connections.add(connection);
        return connection;
    }

    public void register(DatasourceConnection connection) {
        this.connections.add(connection);
    }

    public int size(){
        return this.connections.size();
    }
}

• 连接类

package cn.missbe.model.flyweight;

/**
 * Copyright (c) 2020.
 * Email: [email protected]
 * @author lyg  2020/4/28 上午11:10
 * description:
 * 模拟数据库连接对象
 **/

public class DatasourceConnection {
    /**数据库连接对象*/
    private Object datasourceConnection;
    /**该连接是否繁忙*/
    private boolean isBusy;

    public DatasourceConnection() {
        this("datasourceConnection", false);
    }

    public DatasourceConnection(Object datasourceConnection, boolean isBusy) {
        this.datasourceConnection = datasourceConnection;
        this.isBusy = isBusy;
    }

    public Object getDatasourceConnection() {
        return datasourceConnection;
    }

    public void setDatasourceConnection(Object datasourceConnection) {
        this.datasourceConnection = datasourceConnection;
    }

    public boolean isBusy() {
        return isBusy;
    }

    public void setBusy(boolean busy) {
        isBusy = busy;
    }

    public void simulateProcessingTasks(){
        ///开始处理任务,不能再被别的重用
        this.isBusy = true;
        System.out.println("Before Processing:" + this);
        try {
            ///模拟任务处理
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        ///处理完成,可以再次使用
        isBusy = false;
        System.out.println("After Processing:" + this);

    }

    @Override
    public String toString() {
        return "DatasourceConnection{" + "datasourceConnection=" + datasourceConnection + ", isBusy=" + isBusy + '}';
    }
}

• 主类

package cn.missbe.model.flyweight;

/**
 * Copyright (c) 2020.
 * Email: [email protected]
 * @author lyg  2020/4/28 上午11:18
 * description:
 * 享元模式：重复利用创建的对象，String的常量池/数据库连接池都采用此种思想
 **/

public class Main {
    @SuppressWarnings("all")
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        DatasourceConnectionPool pool = new DatasourceConnectionPool();
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            pool.register(new DatasourceConnection("datasourceConnection:"+i,false));
        }
        for (int i = 0; i < pool.size(); i++) {
            new Thread(()->{
                pool.getConnection().simulateProcessingTasks();
            }).start();
            ///当前线程睡眠,等待连接处理完任务测试重复使用创建的对象
            Thread.sleep(1000);
        }
    }
}