巧用设计模式性能优化

1.享元模式 

PS:只为提升系统性能而生的设计模式

可以节省重复创建对象的开销

减少内存需求,GC压力降低,增加反应速度。

核心思想:如果在一个系统中存在多个相同的对象,那么只需共享一份对象的拷贝,而不必为每一次都创建新的对象。(有点类似于单例,后续会讲与单例的差别)

角色:享元工厂,抽象享元,具体享元类,主函数(客户类,调用方)


享元模式可以视为一堆可共享的对象集合,享元可以是一个类中有很多对象,而单例是一个类仅一个对象,享元是为了节省内存空间,避免重复的new对象,而单例是为了共享状态,如日志~

单例模式(Singleton)的定义:是为了确保一个类只能产生一个实例,从而节省对象创建所花费的时间,从而对系统内存使用频率也会减低。

享元模式(FlyWeight)的定义:是为系统中存在多个相同的对象,那么只需要共享一个对象的拷贝。

享元模式是一个 考虑系统性能的设计模式,通过使用享元模式可以节约内存空间,提高系统的性能。

  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。

```

public class FlyweightFactory

{

    private HashMap flyweights = new HashMap();

    public Flyweight getFlyweight(String key)

    {

        if(flyweights.containsKey(key))

        {

            return (Flyweight)flyweights.get(key);

        }

        else

        {

            Flyweight fw = new ConcreteFlyweight();

            flyweights.put(key,fw);

            return fw;

        }

    }

}

```

享元模式以共享的方式高效地支持大量的细粒度对象,享元对象能做到共享的关键是区分内部状态(Internal State)和外部状态(External State)。其中:

内部状态 是存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的状态,因此内部状态可以共享。

外部状态 是随环境改变而改变的、不可以共享的状态。享元对象的外部状态必须由客户端保存,并在享元对象被创建之后,在需要使用的时候再传入到享元对象内部。一个外部状态与另一个外部状态之间是相互独立的。

应用场景:(JAVA中String类即使用享元的典型~)

在以下情况下可以使用享元模式:

    一个系统有大量相同或者相似的对象,由于这类对象的大量使用,造成内存的大量耗费;

    对象的大部分状态都可以外部化,可以将这些外部状态传入对象中(细粒度对象);

    使用享元模式需要维护一个存储享元对象的享元池,而这需要耗费资源,因此,应当在多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式。

模式的优点:

    (1)它可以极大减少内存中对象的数量,使得相同对象或相似对象在内存中只保存一份;

  (2)享元模式的外部状态相对独立,而且不会影响其内部状态,从而使得享元对象可以在不同的环境中被共享。

模式的缺点:

       (1)享元模式使得系统更加复杂,需要分离出内部状态和外部状态,这使得程序的逻辑复杂化;

  (2)为了使对象可以共享,享元模式需要将享元对象的状态外部化,而读取外部状态使得运行时间变长。

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