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寂然解读设计模式 - 原型模式(上)

简介: 原型模式大体上有两种使用场景 一,在需要一个类的大量对象的时候,使用原型模式是最佳选择,因为原型模式是在内存中对这个对象进行拷贝,要比直接new这个对象性能要好很多,在这种情况下,需要的对象越多,原型模式体现出的优点越明显 二,如果一个对象的初始化需要很多其他对象的数据准备或其他资源的繁琐计算,那么可以使用原型模式拷贝

I walk very slowly, but I never walk backwards 

设计模式 -原型模式(上)


寂然

大家好~,我是寂然,本节课呢,我们来聊第三种设计模式,原型模式,话不多说,首先我们来看一个案例需求

案例演示 - 毕业求职

假设现在有一名大学毕业证小李,毕业了,和千千万万大学生一样,踏上了找工作的旅程,希望拿到一个满意的offer,所以他向阿里投递了简历,等待消息,却迟迟未果,于是咨询了他三叔,三叔语重心长的告诉他,你不能只投递一家,你要同时给很多个公司投递,才能增加简历的命中率呀,比如你三婶新开的养猪场就需要写后台管理系统,你也可以投一份试试...

小李听完恍然大悟,于是开始疯狂手写简历,准备投很多家试试...

解决方案一

针对小李的情况,首先我们使用一般的方式,来解决需求,现在要求小李写很多份简历,内容是一样的,最常见的解决方案就是定义出简历的实体类,使用循环来完成创建,代码如下图所示

//简历类
public class Resume {

    private String name;

    private String position;

    private String salary;

    public Resume(String name, String position, String salary) {
        this.name = name;
        this.position = position;
        this.salary = salary;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getPosition() {
        return position;
    }

    public void setPosition(String position) {
        this.position = position;
    }

    public String getSalary() {
        return salary;
    }

    public void setSalary(String salary) {
        this.salary = salary;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Resume{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", position='" + position + '\'' +
                ", salary='" + salary + '\'' +
                '}';
    }
}

//客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {

        //一般方式 创建简历
        Resume resume = new Resume("小李", "海淀区", "面议");

        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            Resume cloneResume = new Resume("小           李",resume.getPosition(),resume.getSalary());

            System.out.println(cloneResume + "已成功创建");

        }
    }
}

案例分析

OK,上面我们使用一般的实现方式,帮助小李打印了十份简历,那我们来分析下,这种实现方式的优势和劣势

首先这种方式比较容易想到,并且容易理解,但是我们考虑,上面我们在循环创建新的对象的时候,总是需要重新获取原始对象的属性,重新初始化对象,如果创建的对象较为复杂时,效率就会很低


接着上面说到,帮小李打印了10份简历,投递了出去,但是,不仅其他的简历如石沉大海,三婶的养猪场也迟迟没有消息,于是小李使用上面的方法帮别人打印简历,生意越做越火,一个月后,小李工作没找到,但打印机一天到晚倒是没停过 ,小李找到了另一条致富的道路

但是问题又来了,随着小李打印越来越火,每天要打印几千张简历,每次打印都要耗电耗内存耗机器寿命,打印机已经报废了好几台,刚新买了不久了,又快挺不住了,小李又开始掉头发了,这是,他想到了他睿智的三叔...

案例改进

那我们考虑对上面的实现方式进行改进,我们想到,Java 中 Object 类是所有类的父类,Object 类提供了一个 clone()方法,该方法可以将一个 Java 对象复制一份,但是他需要实现 clone的 Java 类必须要实现接口 Cloneable

该接口表示该类能够复制且具有复制的能力,其实这个就用到了原型模式,那下面我们就来介绍一下原型模式,并使用原型模式来重构案例代码

基本介绍

原型模式(prototype pattern)的官方定义如下

原型模式: 用原型实例指定创建对象的种类,并且通过拷贝这些原型创建新的对象 即实现了一个原型接口,

该接口用于创建当前对象的克隆,当直接创建对象的代价比较大时,则采用这种模式

原型模式是一种创建型设计模式,允许一个对象再创建另外一个可定制的对象,无需知道如何创建的细节

工作原理是:通过将一个原型对象传给那个要发动创建的对象,这个要发动创建的对象通过请求原型对象拷贝它 们自己来实施创建,即 对象.clone() ,例如,一个对象需要在一个高代价的数据库操作之后被创建,我们可以缓存该对象,在下一个请求时返回它的克隆,在需要的时候更新数据库,以此来减少数据库调用

类图演示


1604634787099.png


ProtoType:原型类,声明一个克隆自身的接口

ConcreatePrototype:具体原型类,可以有多个

Client:客户端,去使用原型类

解决方案二

//简历类
public class Resume implements Cloneable{

    private String name;

    private String position;

    private String salary;

    public Resume(String name, String position, String salary) {
        this.name = name;
        this.position = position;
        this.salary = salary;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getPosition() {
        return position;
    }

    public void setPosition(String position) {
        this.position = position;
    }

    public String getSalary() {
        return salary;
    }

    public void setSalary(String salary) {
        this.salary = salary;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Resume{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", position='" + position + '\'' +
                ", salary='" + salary + '\'' +
                '}';
    }

    //克隆该实例,使用默认的克隆方法完成
    @Override
    protected Object clone() {

        Resume resume = null;

        try{
            resume = (Resume) super.clone();

        }catch (CloneNotSupportedException e){

            e.printStackTrace();
        }
        return resume;
    }
}

//使用原型模式
public class Client {

    public static void main(String[] args) {

        Resume resume = new Resume("小李", "海淀区", "面议");

        for (int i = 0; i < 10; i++) {

            Resume resume1 = (Resume)resume.clone();

            System.out.println(resume1);
        }
    }
}

运行过后发现, 和打印机的效果是一样的,但是这里事实上只打印了一次,然后其他的都是拷贝复印出来的,小李不禁佩服三叔的智慧,改用复印机复印简历的做法真是太智慧了,果然养猪场蒸蒸日上离不开大智慧,多年以后,小李的打印店和养猪场合并,小李才得知,当初用复印机复印简历的做法,其实就是设计模式中的原型模式

使用场景

原型模式大体上有两种使用场景

一,在需要一个类的大量对象的时候,使用原型模式是最佳选择,因为原型模式是在内存中对这个对象进行拷贝,要比直接new这个对象性能要好很多,在这种情况下,需要的对象越多,原型模式体现出的优点越明显

二,如果一个对象的初始化需要很多其他对象的数据准备或其他资源的繁琐计算,那么可以使用原型模式拷贝

Spring源码分析

下面我们举例来看一下Spring源码中,原型模式的使用,其实我们配置一个bean的时候,选择scope="prototype"

即使用原型模式来创建bean对象

<!--配置bean
       id:给配置的类起个后续在容器中获取用的id
       class:类所在的路径
       scope="prototype" 即使用原型模式来创建
       -->

<bean id="Person" class="com.spring.bean.Person" scope="prototype"/>

通过debug的方式,进入getbean方法查看Spring 源码


1604908836455.png


走到这一步,if 判断不是 singleton ,执行 else if 通过判断,通过 this.createBean() 使用原型模式,返回bean实例


1604908127182.png


下节预告

OK,由于篇幅的限制,本节内容就到这里,下一节,我们一起对原型模式进行深入一点的讨论,来聊聊深拷贝和浅拷贝,最后,希望大家在学习的过程中,能够感觉到设计模式的有趣之处,高效而愉快的学习,那我们下期见~

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