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Java享元設(shè)計模式優(yōu)化對象創(chuàng)建提高性能和效率

更新時間：2023年04月22日 09:06:21 作者：.番茄炒蛋

Java享元設(shè)計模式通過共享可重用的對象，減少了系統(tǒng)中對象的數(shù)量，優(yōu)化了對象的創(chuàng)建和管理，提高了性能和效率。它是一種經(jīng)典的設(shè)計模式，適用于需要處理大量相似對象的應(yīng)用程序

介紹

Java中的享元模式(Flyweight Pattern)是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式,旨在通過共享盡可能多的對象來減少內(nèi)存占用和提高性能.

Java享元模式通常包含以下4種角色

享元工廠(Flyweight Factory):負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理享元對象.
具體享元(Concrete Flyweight):實現(xiàn)享元接口并存儲與共享狀態(tài)相關(guān)的內(nèi)部狀態(tài).
抽象享元(Flyweight):定義享元對象需要實現(xiàn)的接口或抽象類.
非共享狀態(tài)(Unshared State):儲存享元對象的非共享狀態(tài).

注意:抽象享元和非共享狀態(tài)角色是可選的,可以省略它們將其功能合并到其他角色中

當(dāng)客戶端請求創(chuàng)建或訪問一個享元對象時,享元工廠會檢查是否已經(jīng)創(chuàng)建了該對象.如果已經(jīng)創(chuàng)建,則返回現(xiàn)有對象的引用;如果尚未創(chuàng)建,則創(chuàng)建新的對象并返回其引用.這樣客戶端可以共享現(xiàn)有對象,而不必創(chuàng)建新的對象,從而減少內(nèi)存占用和提高性能.

實現(xiàn)

以電商中的商品信息為例,在電商中,每個商品都有一個名稱,價格,庫存等屬性.通常情況下,每個商品都需要單獨創(chuàng)建一個對象,這樣會導(dǎo)致內(nèi)存占用增加,而且如果多次購買相同的商品,系統(tǒng)會創(chuàng)建多個相同的對象,浪費資源.

抽象享元

public interface Product {
    String getName();
    double getPrice();
    int getStock();
}

具體享元

public class ConcreteProduct implements Product{
    private String name;
    private double price;
    private int stock;
    public ConcreteProduct(String name, double price, int stock) {
        this.name = name;
        this.price = price;
        this.stock = stock;
    }
    @Override
    public String getName() {
        return name;
    }
    @Override
    public double getPrice() {
        return price;
    }
    @Override
    public int getStock() {
        return stock;
    }
}

享元工廠

public class ProductFactory {
    private static Map<String, Product> productMap = new HashMap<>();
    public static Product getProduct(String name, double price, int stock) {
        String key = name + "_" + price;
        Product res = productMap.get(key);
        if (Objects.isNull(res)) {
            // 如果緩存池內(nèi)不存在,就創(chuàng)建新對象放置到緩存池
            res = new ConcreteProduct(name, price, stock);
            productMap.put(key, res);
        }
        return res;
    }
}

測試

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Product p1 = ProductFactory.getProduct("iPhone 14 Plus", 8899, 1);
        Product p2 = ProductFactory.getProduct("iPhone 14 Plus", 8899, 1);
        System.out.println(p1 == p2);
    }
}

在上面示例代碼中,首先創(chuàng)建一個商品接口Product,其中包含了商品的名稱,價格,庫存等屬性.然后創(chuàng)建具體的商品類ConcreteProduct,實現(xiàn)Product接口,并定義共享的內(nèi)部狀態(tài)name,price,和stock.接下來我們創(chuàng)建商品工廠ProductFactory,用于創(chuàng)建和管理共享的商品對象,在這個工廠中,我們使用HashMap來儲存共享的商品對象,每當(dāng)客戶端需要購買一個商品時,我們先檢查是否已經(jīng)創(chuàng)建了該商品對象,如果已經(jīng)創(chuàng)建,則返回現(xiàn)有對象的引用,如果未創(chuàng)建,則創(chuàng)建新的對象儲存到HashMap并返回其引用.