源代码:https://gitee.com/AgentXiao/MyFlyWeight
要点:
1、享元模式解决的问题
2、享元模式的核心及实现
3、享元模式的优缺点
一、引入场景
在围棋软件中,每一个棋子都是一个对象,按照普通的思路,当棋子改变位置时,需要再次new一个新的棋子对象,这就非常的浪费空间了。
但是我们都知道,真正下棋的时候,移动的是同一个棋子,也就说如果棋子移动时仍然是同一个对象,就能够大大地节省空间了。
享元模式就是在有很多个完全相同或相似的对象时,可以通过享元模式节省内存。
二、享元模式的核心
享元模式以共享的方式高效地支持大量细粒度对象的重用。
享元对象能做到共享的关键是区分了内部状态和外部状态。
• 内部状态:可以共享,不会随环境变化而改变。例如棋子的颜色、大小、形状。
• 外部状态:不可以共享,会随环境变化而改变。如棋子的位置。
三、享元模式的实现核心
1、FlyweightFactory享元工厂类
• 创建并管理享元对象,享元池一般设计成键值对用于存储。
2、FlyWeight抽象享元类
• 通常是一个接口或抽象类,声明公共方法,这些方法可以向外界提供对象内部状态,设置外部状态。
3、ConcreteFlyWeight具体享元类
• 为内部状态提供成员变量进行存储。
4、UnsharedConcreteFlyWeight非共享享元类
• 不能被共享的子类可以设计为非共享享元类。
四、代码实现模拟围棋
1、FlyWeight抽象享元类:抽象棋子类
/**
* @InterfaceName AbstractChess
* @Description FlyWeight抽象享元类:抽象棋子类
* @Author xwd
* @Date 2018/10/25 12:45
*/
public interface AbstractChess {
/**
* @MethodName display
* @Descrition 下棋到指定位置
* @Param [coordinate]
* @return void
*/
void display(Coordinate coordinate);
}
2、ConcreteFlyWeight具体享元类:棋子
注意在display方法中,持有了Coordinate类的引用。
/**
* @ClassName Chess
* @Description ConcreteFlyWeight具体享元类:棋子
* @Author xwd
* @Date 2018/10/25 12:47
*/
public class Chess implements AbstractChess{
//内部状态:颜色和大小
private String color;
private String num;
public Chess(String color, String num) {
this.color = color;
this.num = num;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
public String getNum() {
return num;
}
public void setNum(String num) {
this.num = num;
}
@Override
public void display(Coordinate coordinate) {
System.out.println("将颜色为 "+this.color+" 大小为 "+this.num+" 的棋子放置到("
+coordinate.getX()+","+coordinate.getY()+")上");
}
}
3、UnsharedConcreteFlyWeight非共享享元类:棋子位置
/**
* @ClassName Coordinate
* @Description UnsharedConcreteFlyWeight非共享享元类:棋子位置
* @Author xwd
* @Date 2018/10/25 12:47
*/
public class Coordinate {
private int x,y;
public Coordinate(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
public int getX() {
return x;
}
public void setX(int x) {
this.x = x;
}
public int getY() {
return y;
}
public void setY(int y) {
this.y = y;
}
}
4、FlyweightFactory享元工厂类:棋子工厂(核心)
/**
* @ClassName ChessFactory
* @Description FlyweightFactory享元工厂类:棋子工厂
* @Author xwd
* @Date 2018/10/25 12:52
*/
public class ChessFactory {
//享元池
private static Map map = new HashMap();
public static Chess getChess(String color,String num){
String msg = color+"_"+num;
//如果享元池中已经存在,直接返回;否则创建一个新的
if(map.get(msg) != null){
return map.get(msg);
}else{
Chess newChess = new Chess(color,num);
map.put(color+"_"+num,newChess);
return newChess;
}
}
}
5、测试
/**
* @ClassName Client
* @Description 客户
* @Author xwd
* @Date 2018/10/25 13:08
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Chess chess1 = ChessFactory.getChess("黑色","5");
Chess chess2 = ChessFactory.getChess("黑色","5");
//获得的是同一个对象
System.out.println(chess1);
System.out.println(chess2);
chess1.display(new Coordinate(20,60));
chess1.display(new Coordinate(40,80));
Chess chess3 = ChessFactory.getChess("白色","15");
chess3.display(new Coordinate(88,65));
}
}
6、测试结果
由测试结果可以知道,我们建立了一个享元池,从中取相同具备相同内部状态的对象时取到的是同一对象。这就在一定程度上避免了对象的不断创建!
五、总结
1、使用的场景
享元模式由于其共享的特性,可以在任何“池”中操作, 比如:线程池、数据库连接池、JVM中的常量池。
2、优点
- 极大减少内存中对象的数量。
- 相同或相似对象内存中只存一份,极大的节约资源,提高系统性能。
- 外部状态相对独立,不影响内部状态。
3、缺点
- 模式较复杂,使程序逻辑复杂化。
- 为了节省内存,共享了内部状态,分离出外部状态,而读取外部状态使运行时间变长(外部状态仍然需要不断创建对象)。用时间换取了空间。