一、认识享元模式
1、概念
如果在一个系统中存在多个相同的对象,那么只需要共享一份对象的拷贝,而不必为每一次使用都创建新的对象。目的是提高系统性能。
上面的概念乍一听好像单例模式其实不是,单例模式只保存一个对象,但是这里可以有很多个不同对象,但是每个对象只有一个实例而已。也就是说享元模式使用了单例模式。
2、例子解释
在文章一开始其实我们就讲了这个例子,现在我们梳理一下,再次用这个例子来解释享元模式。张三去借书,然后阅读完了还回去了,过一段时间发现还是不懂,又去借了同样的书,但是这本书其实和上一次借的书是同一本。李四也去借书,发现书架上没有,就去图书管理员那边拿出来了一本全新的书。这就是享元模式。
享元模式的主要角色由享元工厂、抽象享元、具体享元类几部分组成。
我们使用这个例子以类图的角度来观察一下:
从上面这个例子我们可以看到,这里其实有四个角色:
(1)享元工厂(Llibrary):用于创建具体享元类,维护相同的享元对象。当请求对象已经存在时,直接返回对象,不存在时,在创建对象。在例子中的解释就是图书馆,保存了所有的书,当学生借书时,有就拿走,没有买一本新书。这里面其实是使用了单例模式的。
(2)抽象享元(Book):定义需要共享的对象业务接口。享元类被创建出来总是为了实现某些特定的业务逻辑.
(3)具体享元(ConcreteBook):实现抽象享元类的接口,完成某一具体逻辑。在这里表示可以被借出。
在这里享元工厂是享元模式的核心,它需要确保系统可以共享相同的对象。它会维护一个对象列表,当我们想要获取享元类时,如果请求的享元类已经被创建,则直接返回已有的享元类:若没有,则创建一个新的享元对象,并将它加入到维护队列中。
下面我们使用代码来实现一下吧。
二、代码实现
第一步:定义抽象享元类(Book)
public interface Book { public void borrow(); }
第二步:定义具体享元类(ConcreteBook)
public class ConcreteBook implements Book { //被借出的书名 private String name; public ConcreteBook(String name) { this.name = name; } @Override public void borrow() { System.out.println("图书馆借出一本书,书名为:" + this.name ); } }
第三步:享元工厂(Llibrary)
public class Library { //图书馆维护一个图书列表 private Map<String, Book> bookPools = new HashMap<String, Book>(); private static Library factory = new Library(); //图书馆只有一个 public static Library getInstance(){ return factory; } //图书馆外借图书 public Book libToBorrow(String bookName){ Book order = null; //如果书架有,直接借出 if (bookPools.containsKey(bookName)) { order = bookPools.get(bookName); } //如果书架没有,那就调进来一本新书 else{ order = new ConcreteBook(bookName); bookPools.put(bookName, order); } return order; } //图书馆书架上的书的数量 public int getAllBookSize(){ return bookPools.size(); } }
第四步:模拟学生去借书
public class Student { //图书馆书架上的书 private static List<Book> books = new ArrayList<Book>(); private static Library library; public static void main(String[] args) { library = Library.getInstance(); studentBorrow("java编程思想"); studentBorrow("java核心卷一"); studentBorrow("java从入门到精通"); System.out.println("后两本没学会,又借了一次 "); studentBorrow("java核心卷一"); studentBorrow("java从入门到精通"); //把每一本书借出去 for (Book book : books) { book.borrow(); } //输出一些学生一共借多少本书 System.out.println("学生一共借了 " + books.size() + " 本书! "); //输出一下图书馆一共借出多少本书 System.out.println("图书馆实际借出" + library.getAllBookSize() + " 本书"); } private static void studentBorrow(String bookName) { books.add(library.libToBorrow(bookName)); } }
在上面其实学生一共借了5次书,但是有两本是重复的,所以对于图书馆来说,其实是借出去了三本书。最后我们看一下输出结果吧:
//图书馆借出去一本书,书名为:java编程思想 //图书馆借出去一本书,书名为:java核心卷一 //图书馆借出去一本书,书名为:java从入门到精通 //后两本没学会,又借了一次 //图书馆借出去一本书,书名为:java核心卷一 //图书馆借出去一本书,书名为:java从入门到精通 //学生一共借了 5 本书! //图书馆实际借出了 3 本书
以上就是享元模式的代码实现,其实在这里最为关键的就是享元工厂类。享元模式的思想也主要在这个类中去体现。最后我们把享元模式和其他的模式进行一个对比分析。
三、分析享元模式
1、享元模式的优点
(1)节省内存空间,对于可重复的对象只会被创建一次,对象比较多时,就会极大的节省空间。
(2)提高效率,由于创建对象的数量减少,所以对系统内存的需求也减小,使得速度更快,效率更高。
2、享元模式的缺点
其实对于享元类有内部状态和外部状态,其区分就是图书馆的书一部分可以外借(外部状态),一部分不可外借(内部状态),两个状态的划分对于书籍管理来说优点复杂化了。
3、享元模式与单例模式的区别
(1)享元设计模式是一个类有很多对象,而单例是一个类仅一个对象。
(2)享元模式是为了节约内存空间,提升程序性能,而单例模式则主要是出于共享状态的目的。
OK,以上就是享元模式,在使用的时候只需要记住享元模式的核心思想,然后根据自己的业务需求来选择,因为大大多情况下都不会使用一种设计模式,而是多种设计模式的组合。如有问题还请批评指正。