12愁铺、享元模式（Flyweight Pattern）

1. 享元模式

1.1 簡介

??享元（FlyWeight）模式顧名思義，既是輕量級的茫蛹。享元即是共享元素，或者說是共享對象烁挟。如何共享對象呢婴洼？就是在檢測對象產(chǎn)生的時候，如果產(chǎn)生的是同一個對象撼嗓，那么直接使用已經(jīng)產(chǎn)生的柬采，聽起來很像是單例模式，其實享元模式的內(nèi)部實現(xiàn)就是很類似與單例模式的懶漢模式且警。享元的好處就是粉捻，在某些場景下可以節(jié)省內(nèi)存，從而使得程序的性能得到提升斑芜。

flyweight設(shè)計模式意圖是：

使用共享可以有效地支持大量細(xì)粒度對象

??Flyweight設(shè)計模式是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計模式肩刃，當(dāng)需要創(chuàng)建一個類的很多對象時，可以使用Flyweight設(shè)計模式杏头。應(yīng)用Flyweight模式主要考慮一下幾個因素：

應(yīng)用程序要創(chuàng)建的對象數(shù)量應(yīng)該很大盈包。
對象創(chuàng)建在內(nèi)存上很重要，也可能很耗時醇王。
對象屬性可以分為內(nèi)在屬性和外在屬性呢燥，對象的外在屬性應(yīng)該由客戶端程序定義。

??應(yīng)用flyweight模式寓娩，我們需要將Object屬性劃分為內(nèi)部（intrinsic）屬性和外部（extrinsic）屬性叛氨。內(nèi)在屬性使對象唯一，而外在屬性由客戶端代碼設(shè)置并用于執(zhí)行不同的操作棘伴。

??Flyweight模式一般會和Factory模式搭配使用寞埠，一般會創(chuàng)建一個管理共享對象的Flyweight工廠，這樣實現(xiàn)對象的創(chuàng)建排嫌、保存畸裳、返回等。

2. FlyWeight示例

??我們模擬一個搜索過程淳地，在搜索中可以使用google,baidu,bing進(jìn)行搜索怖糊，因為相同搜索引擎只需要創(chuàng)建一個帅容，不需要創(chuàng)建多個，同時相同的搜索結(jié)果（網(wǎng)址）只需要返回同一個即可伍伤，所以都用到了享元模式并徘。

搜索結(jié)果類：

public class Website {

    private String title;
    private String url;
    private long publishTimestamp;

    public Website(String title, String url, long publishTimestamp) {
        super();
        this.title = title;
        this.url = url;
        this.publishTimestamp = publishTimestamp;
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public String getUrl() {
        return url;
    }

    public long getPublishTimestamp() {
        return publishTimestamp;
    }

    public String toString() {
        return String.format("[title:%s, url:%s, time:%d]", title, url, publishTimestamp);
    }
}

搜索結(jié)果享元類：

public class WebsiteRepository {

    private  static WebsiteRepository repo = new WebsiteRepository();

    public Map<String, Website> websites = new HashMap<String, Website>();

    public static WebsiteRepository getInstance() {
        return repo;
    }

    public Website getWebsite(String name, String url, long timestamp) {
        if (!websites.containsKey(url)) {
            Website newsite = new Website(name, url, timestamp);
            websites.put(url, newsite);
            return newsite;
        }

        return websites.get(url);
    }

    public int howmanyWebsite() {
        return websites.size();
    }
}

搜索引擎抽象類：

public abstract class SearchEngine {

    private long timeoutInMs;
    private String name;

    public SearchEngine (Long timeoutInMs, String name) {
        this.timeoutInMs = timeoutInMs;
        this.name = name;
    }

    public List<Website> search(String keyword) {
        System.out.println(name + " search engine with timeout set to "  + timeoutInMs + "start to search");
        return doSearch(keyword);
    }

    protected abstract List<Website> doSearch(String keyword);
}

** Google：**

public class Google extends SearchEngine {

    public Google(Long timeoutInMs, String name) {
        super(timeoutInMs, name);
    }

    @Override
    public List<Website> doSearch(String keyword) {
        List<Website> website = new ArrayList<Website>();
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title1", "url1", 1l));
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title2", "url2", 1l));
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title3", "url3", 1l));
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title4", "url4", 1l));
        return website;
    }
}

** Bing：**

public class Bing extends SearchEngine {

    public Bing(Long timeoutInMs, String name) {
        super(timeoutInMs, name);
    }

    @Override
    public List<Website> doSearch(String keyword) {
        List<Website> website = new ArrayList<Website>();
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title1", "url1", 1l));
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title2", "url2", 1l));
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title4", "url4", 1l));
        return website;
    }
}

BaiDu：

public class Baidu extends SearchEngine {

    public Baidu(Long timeoutInMs, String name) {
        super(timeoutInMs, name);
    }

    @Override
    public List<Website> doSearch(String keyword) {
        List<Website> website = new ArrayList<Website>();
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("莆田醫(yī)院", "莆田醫(yī)院", 1l));
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title1", "url1", 1l));
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title2", "url2", 1l));
        website.add(WebsiteRepository.getInstance().getWebsite("title3", "url3", 1l));
        return website;
    }
}

搜索引擎享元類：

public class SearchEngineFlyweightFactory {

    private static final Map<String, SearchEngine> engines = new ConcurrentHashMap<>();

    public static SearchEngine getEngine(String name, long timeoutInMs, Class<? extends SearchEngine> clazz) {
        String key = name + timeoutInMs;
        SearchEngine engine = null;
        if (engines.get(key) == null) {
                try {
                    Constructor<? extends SearchEngine> cons =  clazz.getConstructor(Long.class, String.class);
                    engine = cons.newInstance(timeoutInMs, name);
                } catch (NoSuchMethodException | SecurityException | InstantiationException | IllegalAccessException
                        | IllegalArgumentException | InvocationTargetException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                SearchEngine existing = engines.put(key, engine);
                if (existing != null) {
                    engine = existing;
                }
        } else {
            engine = engines.get(key);
        }

        return engine;
    }

    public static int howManyEngine() {
        return engines.size();
    }
}

客戶端調(diào)用：

public class FlyWeightPatternClient {

    public static void main(String[] args) throws SecurityException, ClassNotFoundException {
        search("baidu", 1000L, Baidu.class, "keyword");
        search("google", 1000L, Google.class, "keyword");
        search("bing", 1000L, Bing.class, "keyword");

        search("baidu", 1000L, Baidu.class, "keyword");
    }

    private static void search(String name, long timeoutInms, Class<? extends SearchEngine> clazz, String keyword) {
        SearchEngine engine = SearchEngineFlyweightFactory.getEngine(name, timeoutInms, clazz);
        List<Website> websites = engine.search(keyword);
        renderWebsite(websites);
        System.out.println(SearchEngineFlyweightFactory.howManyEngine());
        System.out.println(WebsiteRepository.getInstance().howmanyWebsite());
    }

    public static void renderWebsite(List<Website> websites) {
        System.out.println("start to render " );
        for (Website website : websites) {
            System.out.println(website.toString());
        }
    }
}

??在WebsiteRepository類中，使用了HashMap來將Website對象保存起來扰魂，這樣就形成了一個DAC（有向無環(huán)圖）麦乞，只要websites變量不被釋放，我們使用的共享單元是不會被釋放的劝评。這樣就保證了Website對象數(shù)組不被釋放姐直，在使用享元模式的時候一定要特別注意這種情況，因為垃圾回收器（GC）在內(nèi)存占用過多的時候被喚醒蒋畜，然后清理那些被再被使用的內(nèi)存声畏，采用的方式就是DAC。

3. FlyWeight應(yīng)用

FlyWeight應(yīng)用：

jvm中的字符串常量池姻成。相同的字符串會共享一個字符串對象插龄；
在HystrixCommandKey.Factory類會存儲所有線程group相同的HystrixCommandKey
HystrixPropertiesFactory會存儲線程熔斷配置，這些都是享元模式的使用科展。

FlyWeight模式和Factory模式異同：

二者都提供了對象工廠的功能均牢，生成了類的實例供外部調(diào)用。
但Flyweight模式的目的是使某些相似對象共用類的同一個實例以達(dá)到節(jié)省內(nèi)存空間的目的才睹。
工廠模式則不強(qiáng)制這一點徘跪，它只是負(fù)責(zé)生成類的實例，另外砂竖，工廠模式還通過工廠的繼承來生成具有繼承關(guān)系的不同類的實例真椿，而Flyweight模式不強(qiáng)調(diào)這一點。

12奸汇、享元模式（Flyweight Pattern）

12套蒂、享元模式（Flyweight Pattern）

1. 享元模式

1.1 簡介

2. FlyWeight示例

3. FlyWeight應(yīng)用