Java进阶篇设计模式之七 ----- 享元模式和代理模式

在上一篇中我们学习了结构型模式的组合模式和过滤器模式。本篇则来学习下结构型模式最后的两个模式, 享元模式和代理模式。

享元模式

简介

享元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。这种类型的设计模式属于结构型模式,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。

用通俗的话来说就是进行共用。生活中也有一些例子,比如之前很火的共享单车,更早之前的图书馆,编程中经常用的String类,数据库连接池等等。当然,享元模式主要的目的是复用,如果该对象没有的话,就会进行创建。

享元模式的角色主要分为三大类,抽象享元类、具体享元类以及享元工厂类。

抽象享元类:所有具体享元类的超类或者接口,通过这个接口,可以接受并作用于外部专题。

具体享元类:实现抽象享元类接口的功能并增加存储空间。

享元工厂类:用来创建并管理抽象享元类对象,它主要用来确保合理地共享。每当接受到一个请求是,便会提供一个已经创建的抽象享元类对象或者新建一个。 享元模式的核心在于享元工厂类,享元工厂类的作用在于提供一个用于存储享元对象的享元池,用户需要对象时,首先从享元池中获取,如果享元池中不存在 ,则创建一个新的享元对象返回给用户,并在享元池中保存该新增对象。

其它的就不再多说,这里依旧使用一个简单的示例来加以说明。
在我们以前读书的时候,经常会用到笔,其中铅笔又是最早接触的,我们最开始使用铅笔可能不是写字,而是进行画画。这里我们可以把笔当作一个抽象享元类,铅笔当作一个具体享元类,然后再创建一个享元工厂类,用于创建和管理,最后再由调用者决定用铅笔进行干嘛。

首先,我们创建一个接口。

interface Pen { void write(); }

然后再创建一个享元工厂类,指定需要内部需要做的事情。
```
class Penil implements Pen {
private String name;
private String something;
private int i;

public Penil(String name) { this.name = name; i++; System.out.println(name+" 第:"+i+"次创建"); } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getSomething() { return something; } public void setSomething(String something) { this.something = something; } @Override public void write() { System.out.println(name+" 用于铅笔 "+something); }

}

继而再创建一个工厂类,用于创建和管理。

class PenFactory {
private static final Map<String, Penil> map = new HashMap<String, Penil>();

public static Penil get(String name) { Penil penil = map.get(name); if (penil == null) { penil = new Penil(name); map.put(name, penil); } return penil; }

}

最后再来进行调用测试。

public class FlyweightTest {
public static void main(String[] args) {
String names[] = { "张三", "李四", "王五", "虚无境" };
for (int i = 0; i < 8; i++) {
Penil penil = PenFactory.get(names[i>3?i-4:i]);
penil.setSomething("画了一条鱼");
penil.write();
}
}
}

**输出结果:** 张三 第:1次创建 张三 用于铅笔 画了一条鱼 李四 第:1次创建 李四 用于铅笔 画了一条鱼 王五 第:1次创建 王五 用于铅笔 画了一条鱼 虚无境 第:1次创建 虚无境 用于铅笔 画了一条鱼 张三 用于铅笔 画了一条鱼 李四 用于铅笔 画了一条鱼 王五 用于铅笔 画了一条鱼 虚无境 用于铅笔 画了一条鱼 上述示例中,每个对象都使用了两次,但是每个对象都只是创建了一次而已,而享元模式核心的目的其实就是复用,只要我们理解了这一点,想必掌握该模式也就不在话下了。 **享元模式优点:** > 极大的减少对象的创建,从而降低了系统的内存,提升了效率。 **享元模式缺点:** > 提高了系统的复杂度,因为需要将状态进行分离成内部和外部,并且也使外部状态固有化,使得随着内部状态的变化而变化,会造成系统的混乱。 **使用场景:** > 系统有大量相似对象。 **注意事项:** > 需要注意划分外部状态和内部状态,否则可能会引起线程安全问题。 这些类必须有一个工厂对象加以控制。 **与单例模式比较** > 虽然它们在某些方面很像,但是实际上却是不同的东西,单例模式的目的是限制创建多个对象,避免冲突,比如使用数据库连接池。而享元模式享元模式的目的是共享,避免多次创建耗费资源,比如使用String类。 ## 代理模式 **简介** > 代理模式于结构型模式,主要是通过一个类代表另一个类的功能。通常,我们创建具有现有对象的对象,以便向外界提供功能接口。 代理模式,如其名,也就是代理作用。 我们生活中也有不少示例,比如典型的代购,土豪专用的支票,Windows 里面的快捷方式,以及spring中的aop 等等。 代理模式主要由这三个角色组成,抽象角色、代理角色和真实角色。 - 抽象角色:通过接口或抽象类声明真实角色实现的业务方法。 - 代理角色:实现抽象角色,是真实角色的代理,通过真实角色的业务逻辑方法来实现抽象方法,并可以附加自己的操作。 - 真实角色:实现抽象角色,定义真实角色所要实现的业务逻辑,供代理角色调用。 代理模式又分为静态代理、动态代理。 - 静态代理是由程序员创建或工具生成代理类的源码,再编译代理类。所谓静态也就是在程序运行前就已经存在代理类的字节码文件,代理类和委托类的关系在运行前就确定了。 - 动态代理是在实现阶段不用关心代理类,而在运行阶段才指定哪一个对象。 这里我们依旧用一个简单的示例来进行说明。 张三和李四是室友,某天,张三在寝室内玩游戏正带劲,感觉肚子饿了,本想下楼去吃饭的,但是想起李四可能快要回来,于是打电话给李四,让李四帮自己带份盒饭。这里的李四就扮演着代理者的作用。 ### 静态代理 首先我们用`静态代理`来实现该功能。 这里实现相对而言较为简单,依旧是定义一个接口,然后定义一个真实的角色,实现该接口的功能,继而定义一个代理者,也实现该接口,但是添加该真实角色的对象进行相应的业务逻辑处理。 那么该`静态代理`代码实现如下:

interface Shopping {
void buyFood();
}

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