学习笔记：设计模式之享元模式

需求：小型的外包项目，给客户A做一个产品展示网站，客户A的朋友感觉效果不错，也希望做这样的产品展示网站，但是要求都有些不同：
① 有客户要求以新闻的形式发布
② 有客户人要求以博客的形式发布

1.传统方式

直接复制粘贴一份，然后根据客户不同要求，进行定制修改，给每个网站租用一个空间。

传统方式示意图

评价：

需要的网站结构相似度很高，如果分成多个虚拟空间来处理，相当于一个相同网站的实例对象很多，造成服务器的资源浪费。

2.享元模式

基本介绍
① 享元模式（Flyweight Pattern）也叫蝇量模式: 运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象
② 常用于系统底层开发，解决系统的性能问题。像数据库连接池，里面都是创建好的连接对象，在这些连接对象中有我们需要的则直接拿来用，避免重新创建，如果没有我们需要的，则创建一个
③ 享元模式能够解决重复对象的内存浪费的问题，当系统中有大量相似对象，需要缓冲池时。不需总是创建新对象，可以从缓冲池里拿。这样可以降低系统内存，同时提高效率
④ 享元模式经典的应用场景就是池技术了，String常量池、数据库连接池、缓冲池等等都是享元模式的应用，享元模式是池技术的重要实现方式

享元模式原理示意图

对原理图的说明：

① FlyWeight : 是抽象的享元角色, 它是产品的抽象类, 同时定义出对象的外部状态和内部状态(后面介绍) 的接口或实现
② ConcreteFlyWeight : 是具体的享元角色（外部状态），是具体的产品类，实现抽象角色定义相关业务
③ UnsharedConcreteFlyWeught : 是不可共享的角色（内部状态），一般不会出现在享元工厂
④ FlyWeightFactory : 享元工厂类，用于构建一个池容器，同时提供从池中获取对象的方法

内部和外部状态：

① 内部状态指对象共享出来的信息，存储在享元对象内部且不会随环境的改变而改变
② 外部状态指对象得以依赖的一个标记，是随环境改变而改变的、不可共享的状态
举例：比如围棋、五子棋，它们都有大量的棋子对象，围棋和五子棋只有黑白两色，是基本不变的，所以棋子颜色就是棋子的内部状态；而各个棋子之间的差别就是位置的不同，当我们落子后，落子颜色是定的，但位置是变化的，所以棋子坐标就是棋子的外部状态

代码实现：

建立抽象的享元角色

public abstract class Website {
    public abstract void use(User user);
}

建立可共享的享元角色

public class ConcreteWebsite extends Website{
    private String type = "";
    public ConcreteWebsite(String type) {
        this.type = type;
    }
    @Override
    public void use(User user) {
        System.out.println("网站正在被以 "+ type + " 的方式被访问，访问者是：" + user.getName());
    }
}

建立不可共享的享元角色

public class User {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public User(String name) {
        this.name = name;
    }
}

建立享元工厂类

public class WebsiteFactory {
    Map<String, ConcreteWebsite> pool = new HashMap<>();
    public Website getWebsite(String type) {
        if(!pool.containsKey(type)) {
            pool.put(type, new ConcreteWebsite(type));
        }
        return (Website)pool.get(type);
    }
    public int getWebsiteCount() {
        return pool.size();
    }
}

建立测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        WebsiteFactory factory = new WebsiteFactory();
        Website website = factory.getWebsite("新闻");
        website.use(new User("张狗蛋"));
        Website website2 = factory.getWebsite("博客");
        website2.use(new User("李铁柱"));
        Website website3 = factory.getWebsite("新闻");
        website3.use(new User("王二狗"));
        Website website4 = factory.getWebsite("新闻");
        website4.use(new User("陈狗剩"));
        Website website5 = factory.getWebsite("博客");
        website5.use(new User("王麻子"));
        Website website6 = factory.getWebsite("新闻");
        website6.use(new User("刘死猫"));
        System.out.println("一共建立了 "+ factory.getWebsiteCount() + " 个网站！");
    }
}

测试结果：

网站正在被以 新闻 的方式被访问，访问者是：张狗蛋
网站正在被以 博客 的方式被访问，访问者是：李铁柱
网站正在被以 新闻 的方式被访问，访问者是：王二狗
网站正在被以 新闻 的方式被访问，访问者是：陈狗剩
网站正在被以 博客 的方式被访问，访问者是：王麻子
网站正在被以 新闻 的方式被访问，访问者是：刘死猫
一共建立了 2 个网站！

享元模式的注意事项和细节

① 在享元模式这样理解，“享”就表示共享，“元”表示对象
② 系统中有大量对象，这些对象消耗大量内存，并且对象的状态大部分可以外部化时，我们就可以考虑选用享元模式
③ 用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象，用HashMap/HashTable存储
④ 享元模式大大减少了对象的创建，降低了程序内存的占用，提高效率
⑤ 享元模式提高了系统的复杂度。需要分离出内部状态和外部状态，而外部状态具有固化特性，不应该随着内部状态的改变而改变，这是我们使用享元模式需要注意的地方
⑥ 使用享元模式时，注意划分内部状态和外部状态，并且需要有一个工厂类加以控制
⑦ 享元模式经典的应用场景是需要缓冲池的场景，比如 String常量池、数据库连接池