重走Java設計模式——享元模式(Flyweight Pattern)
阿新 • • 發佈:2018-11-09
享元模式
定義
享元模式(Flyweight Pattern)主要用於減少建立物件的數量,以減少記憶體佔用和提高效能。這種型別的設計模式屬於結構型模式,它提供了減少物件數量從而改善應用所需的物件結構的方式。
程式碼示例
我們將建立一個 Shape
介面和實現了Shape
介面的實體類 Circle。下一步是定義工廠類 ShapeFactory
。
ShapeFactory
有一個Circl
e 的 HashMap
,其中鍵名為Circle
物件的顏色。無論何時接收到請求,都會建立一個特定顏色的圓。ShapeFactory
檢查它的 HashMap
中的 circle 物件,如果找到 Circle
hashmap
中以備後續使用的新物件,並把該物件返回到客戶端。
FlyWeightPatternDemo
,我們的演示類使用 ShapeFactory
來獲取 Shape
物件。它將向 ShapeFactory
傳遞資訊(red / green / blue/ black / white)
,以便獲取它所需物件的顏色。
1.建立一個介面
Shape.java
public interface Shape {
void draw();
}
2.建立實現介面的實體類
Circle.java
public class Circle implements Shape { private String color; private int x; private int y; private int radius; public Circle(String color){ this.color = color; } public void setX(int x) { this.x = x; } public void setY(int y) { this.y = y; } public void setRadius(int radius) { this.radius = radius; } @Override public void draw() { System.out.println("Circle: Draw() [Color : " + color +", x : " + x +", y :" + y +", radius :" + radius); } }
3.建立一個工廠,生成基於給定資訊的實體類的物件
ShapeFactory.java
import java.util.HashMap; public class ShapeFactory { private static final HashMap<String, Shape> circleMap = new HashMap<>(); public static Shape getCircle(String color) { Circle circle = (Circle)circleMap.get(color); if(circle == null) { circle = new Circle(color); circleMap.put(color, circle); System.out.println("Creating circle of color : " + color); } return circle; } }
4.使用該工廠,通過傳遞顏色資訊來獲取實體類的物件
FlyweightPatternDemo.java
public class FlyweightPatternDemo {
private static final String colors[] =
{ "Red", "Green", "Blue", "White", "Black" };
public static void main(String[] args) {
for(int i=0; i < 20; ++i) {
Circle circle =
(Circle)ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());
circle.setX(getRandomX());
circle.setY(getRandomY());
circle.setRadius(100);
circle.draw();
}
}
private static String getRandomColor() {
return colors[(int)(Math.random()*colors.length)];
}
private static int getRandomX() {
return (int)(Math.random()*100 );
}
private static int getRandomY() {
return (int)(Math.random()*100);
}
}
5.驗證輸出
Creating circle of color : Black
Circle: Draw() [Color : Black, x : 36, y :71, radius :100
Creating circle of color : Green
Circle: Draw() [Color : Green, x : 27, y :27, radius :100
Creating circle of color : White
Circle: Draw() [Color : White, x : 64, y :10, radius :100
Creating circle of color : Red
Circle: Draw() [Color : Red, x : 15, y :44, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 19, y :10, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 94, y :32, radius :100
Circle: Draw() [Color : White, x : 69, y :98, radius :100
Creating circle of color : Blue
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 13, y :4, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 21, y :21, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 55, y :86, radius :100
Circle: Draw() [Color : White, x : 90, y :70, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 78, y :3, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 64, y :89, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 3, y :91, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 62, y :82, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 97, y :61, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 86, y :12, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 38, y :93, radius :100
Circle: Draw() [Color : Red, x : 76, y :82, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 95, y :82, radius :100
模式的優缺點
優點
一定程度上減少物件的建立,降低系統的記憶體,使效率提高。
缺點
提高了系統的複雜度,需要分離出外部狀態和內部狀態,而且外部狀態具有固有化的性質,不應該隨著內部狀態的變化而變化,否則會造成系統的混亂。
使用場景
- 系統有大量相似物件;
- 需要緩衝池的場景。
使用的注意事項
- 注意劃分外部狀態和內部狀態,否則可能會引起執行緒安全問題。
- 這些類必須有一個工廠物件加以控制。