12、结构型模式-享元设计模式

享元设计模式(Flyweight Pattern)

• 属于结构型模式，主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能， 它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。
• 享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象

应用场景

• JAVA 中的 String，如果字符串常量池里有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串常量池里面
• 数据库连接池、线程池等
• 如果系统有大量相似对象，或者需要用需要缓冲池的时候可以使用享元设计模式，也就是大家说的池化技术
• 如果发现某个对象的生成了大量细粒度的实例，并且这些实例除了几个参数外基本是相同的，如果把那些共享参数移到类外面，在方法调用时将他们传递进来，就可以通过共享对象，减少实例的个数

内部状态

• 不会随环境的改变而有所不同，是可以共享的

外部状态

• 不可以共享的，它随环境的改变而改变的，因此外部状态是由客户端来保持（因为环境的变化一般是由客户端引起的）

角色

• 抽象享元角色：为具体享元角色规定了必须实现的方法，而外部状态就是以参数的形式通过此方法传入
• 具体享元角色：实现抽象角色规定的方法。如果存在内部状态，就负责为内部状态提供存储空间。
• 享元工厂角色：负责创建和管理享元角色。要想达到共享的目的，这个角色的实现是关键
• 客户端角色：维护对所有享元对象的引用，而且还需要存储对应的外部状态

享元设计模式

案例实战

小滴课堂-老王为了增加收入，开始接了外包项目，开发了一个AI网站模板，可以根据不同的客户需求自动生成不同类型的网站: 电商类、企业产品展示、信息流等。

在部署的时候就麻烦了，是不是每个机器都用租用云服务器，购买独立域名呢

这些网站结构相似度很高，而且都不是高访问量网站，可以先公用服务器资源，减少服务器资源成本，类似虚拟机或者Docker

代码：
抽象方法：

public abstract class CloudWebSite {
    public abstract void run(Company company);
}

实体类：

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

具体的产品

public class ConcreteWebSite extends CloudWebSite {
    private String category;
    public  ConcreteWebSite(String category){
        this.category = category;
    }
    @Override
    public void run(Company company) {
        System.out.println("网站分类："+category+", 公司："+company.getName());
    }
}

工厂

public class WebSiteFactory {
    /**
     * map里面的key是分类
     */
    private Map<String,ConcreteWebSite> map = new HashMap<>();

    /**
     * 根据key获取分类站点
     * @param category
     * @return
     */
    public CloudWebSite getWebSiteByCategory(String category){
        if(map.containsKey(category)){
            return map.get(category);
        }else {
            ConcreteWebSite site = new ConcreteWebSite(category);
            map.put(category,site);
            return site;
        }
    }
    /**
     * 获取分类个数
     * @return
     */
    public int getWebsiteCategorySize(){
        return map.size();
    }
}

Main方法:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        WebSiteFactory factory = new WebSiteFactory();
        CloudWebSite companySite1 =  factory.getWebSiteByCategory("企业官网");
        companySite1.run(new Company("小滴课堂"));
        CloudWebSite companySite2 =  factory.getWebSiteByCategory("企业官网");
        companySite2.run(new Company("旭瑶课堂"));
        CloudWebSite byteDanceSite =  factory.getWebSiteByCategory("信息流");
        byteDanceSite.run(new Company("字节跳动"));
        CloudWebSite ucNews =  factory.getWebSiteByCategory("信息流");
        ucNews.run(new Company("优视科技"));
        System.out.println("网站分类总数:" +factory.getWebsiteCategorySize());
    }
}

执行结果：

网站分类：企业官网, 公司：小滴课堂
网站分类：企业官网, 公司：旭瑶课堂
网站分类：信息流, 公司：字节跳动
网站分类：信息流, 公司：优视科技
网站分类总数:2

优点

• 大大减少了对象的创建，降低了程序内存的占用，提高效率

缺点

• 提高了系统的复杂度，需要分离出内部状态和外部状态

注意划分内部状态和外部状态，否则可能会引起线程安全问题，必须有一个工厂类加以控制

享元设计模式和原型、单例模式的区别

• 原型设计模式是指定创建对象的种类，然后通过拷贝这些原型来创建新的对象。
• 单例设计模式保证一个类仅有一个实例