外观模式与享元模式
参考教程：https://www.bilibili.com/video/BV1G4411c7N4
代码实现 Github：https://github.com/yaokuku123/pattern
外观模式
- 案例
组建一个家庭影院：
DVD播放器、投影仪、自动屏幕、环绕立体声、爆米花机,要求完成使用家庭影院的功能，其过程为：
• 直接用遥控器：统筹各设备开关
• 开爆米花机 • 放下屏幕
• 开投影仪
• 开音响
• 开DVD，选DVD
• 去拿爆米花
• 调暗灯光
• 播放
• 观影结束后，关闭各种设备
- 传统方式
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- 分析
- 在ClientTest 的main方法中，创建各个子系统的对象，并直接去调用子系统(对象) 相关方法，会造成调用过程混乱，没有清晰的过程
- 不利于在ClientTest 中，去维护对子系统的操作
- 解决思路：定义一个高层接口，给子系统中的一组接口提供一个一致的界面(比 如在高层接口提供四个方法 ready, play, pause, end )，用来访问子系统中的 一群接口
- 也就是说就是通过定义一个一致的接口(界面类)，用以屏蔽内部子系统的细节， 使得调用端只需跟这个接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节 => 外观 模式
- 外观模式
解释：外观模式为子系统中的一组接口提供 一个一致的界面，此模式定义了一个高层接口，这个接口使得这一子系统更加容易使用。) 外观模式通过定义一个一致的接口，用以屏蔽内部子系统的细节，使得调用端只需跟这个接口发生调用，而无需关心这个子系统的内部细节。
- 代码实现
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package com.yqj.pattern.facade;
class DVDPlayer {
private static DVDPlayer dvdPlayer = new DVDPlayer();
private DVDPlayer() {
}
public static DVDPlayer getInstance() {
return dvdPlayer;
}
public void on() {
System.out.println("DVDPlayer on");
}
public void off() {
System.out.println("DVDPlayer off");
}
public void play() {
System.out.println("DVDPlayer play");
}
public void pause() {
System.out.println("DVDPlayer pause");
}
}
class Screen {
private static Screen screen = new Screen();
private Screen() {
}
public static Screen getInstance(){
return screen;
}
public void up(){
System.out.println("Screen up");
}
public void down(){
System.out.println("Screen down");
}
}
class Popcorn{
private static Popcorn popcorn = new Popcorn();
private Popcorn(){
}
public static Popcorn getInstance(){
return popcorn;
}
public void on(){
System.out.println("Popcorn on");
}
public void off(){
System.out.println("Popcorn off");
}
public void pop(){
System.out.println("Popcorn pop");
}
}
class HomeTheaterFacade{
private DVDPlayer dvdPlayer = DVDPlayer.getInstance();
private Screen screen = Screen.getInstance();
private Popcorn popcorn = Popcorn.getInstance();
public void ready(){
popcorn.on();
popcorn.pop();
screen.down();
dvdPlayer.on();
}
public void play(){
dvdPlayer.play();
}
public void pause(){
dvdPlayer.pause();
}
public void end(){
popcorn.off();
screen.up();
dvdPlayer.off();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
HomeTheaterFacade facade = new HomeTheaterFacade();
facade.ready();
System.out.println("=====");
facade.play();
System.out.println("=====");
facade.pause();
System.out.println("=====");
facade.end();
}
}
- 小结
- 外观模式对外屏蔽了子系统的细节，因此外观模式降低了客户端对子系统使用的复杂性。
- 外观模式对客户端与子系统的耦合关系，让子系统内部的模块更易维护和扩展。
- 通过合理的使用外观模式，可以帮我们更好的划分访问的层次。
- 当系统需要进行分层设计时，可以考虑使用Facade模式。
- 在维护一个遗留的大型系统时，可能这个系统已经变得非常难以维护和扩展，此时可以考虑为新系统开发一个Facade类，来提供遗留系统的比较清晰简单的接口， 让新系统与Facade类交互，提高复用性。
- 不能过多的或者不合理的使用外观模式，使用外观模式好，还是直接调用模块好。 要以让系统有层次，利于维护为目的。
享元模式
- 案例
小型的外包项目，给客户A做一个产品展示网站，客户A的朋友感觉效果不错，也希望做这样的产品展示网站，但是要求都有些不同：
-
有客户要求以新闻的形式发布
-
有客户人要求以博客的形式发布
-
有客户希望以微信公众号的形式发布
- 传统方法
直接复制粘贴一份，然后根据客户不同要求，进行定制修改。给每个网站租用一个空间。方案设计示意图：
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- 分析：
- 需要的网站结构相似度很高，而且都不是高访问量网站，如果分成多个虚拟空间来处理，相当于一个相同网站的实例对象很多，造成服务器的资源浪费
- 解决思路：整合到一个网站中，共享其相关的代码和数据，对于硬盘、内存、CPU、 数据库空间等服务器资源都可以达成共享，减少服务器资源
- 对于代码来说，由于是一份实例，维护和扩展都更加容易
- 享元模式
解释： 运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。享元模式能够解决重复对象的内存浪费的问题， 当系统中有大量相似对象，需要缓冲池时。不需总是创建新对象，可以从缓冲池里拿。这样可以降低系统内存，同时提高效率。
- 内部和外部状态
- 内部状态指对象共享出来的信息，存储在享元对象内部且不会随环境的改变而改变。
- 外部状态指对象得以依赖的一个标记，是随环境改变而改变的、不可共享的状态。
- 代码实现
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package com.yqj.pattern.flyweight;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
//外部状态，可以动态使用
class User{
private String username;
public User(String username) {
this.username = username;
}
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"username='" + username + '\'' +
'}';
}
}
//抽象类
abstract class WebSite{
public abstract void use(User user);
}
//具体实现
class ConcreteWebSite extends WebSite{
//type 内部状态，共享部分
private String type = "";
public ConcreteWebSite(String type) {
this.type = type;
}
//user 外部状态
@Override
public void use(User user) {
System.out.println(user.getUsername() + "用户构建了"+ type + "形式的网站");
}
}
//工厂类，根据需要返回一个网站
class WebSiteFactory{
private Map<String,WebSite> pool = new HashMap<>();
public WebSite getWebSiteCategory(String type){
if(!pool.containsKey(type)){
pool.put(type,new ConcreteWebSite(type));
}
return pool.get(type);
}
public int getSize(){
return pool.size();
}
}
public class Client {
public static void main(String[] args) {
WebSiteFactory webSiteFactory = new WebSiteFactory();
WebSite webSite1 = webSiteFactory.getWebSiteCategory("新闻");
webSite1.use(new User("alice"));
WebSite webSite2 = webSiteFactory.getWebSiteCategory("博客");
webSite2.use(new User("tom"));
WebSite webSite3 = webSiteFactory.getWebSiteCategory("博客");
webSite3.use(new User("bob"));
System.out.println(webSiteFactory.getSize());
}
}
- 小结
- 在享元模式这样理解，“享”就表示共享，“元”表示对象。
- 系统中有大量对象，这些对象消耗大量内存，并且对象的状态大部分可以外部化时， 我们就可以考虑选用享元模式。
- 用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象，用 HashMap/HashTable存储。
- 享元模式大大减少了对象的创建，降低了程序内存的占用，提高效率。
- 享元模式提高了系统的复杂度。需要分离出内部状态和外部状态。
- 使用享元模式时，注意划分内部状态和外部状态，并且需要有一个工厂类加以控制。
- 享元模式经典的应用场景是需要缓冲池的场景，比如 String常量池、数据库连接。
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