5.4 橋接模式

5.4.1 概述

現(xiàn)在有一個(gè)需求，需要創(chuàng)建不同的圖形，并且每個(gè)圖形都有可能會(huì)有不同的顏色。我們可以利用繼承的方式來(lái)設(shè)計(jì)類的關(guān)系：

我們可以發(fā)現(xiàn)有很多的類，假如我們?cè)僭黾右粋€(gè)形狀或再增加一種顏色，就需要?jiǎng)?chuàng)建更多的類。

試想，在一個(gè)有多種可能會(huì)變化的維度 系統(tǒng)中，用繼承方式會(huì)造成類爆炸，擴(kuò)展起來(lái)不靈活。每次在一個(gè)維度上新增一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)都要增加多個(gè)子類。為了更加靈活的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，我們此時(shí)可以考慮使用橋接模式。

定義：

將抽象與實(shí)現(xiàn)分離，使它們可以獨(dú)立變化。它是用組合關(guān)系代替繼承關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而降低了抽象和實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)可變維度的耦合度。

5.4.2 結(jié)構(gòu)

橋接（Bridge）模式包含以下主要角色：

• 抽象化（Abstraction）角色 ：定義抽象類，并包含一個(gè) 對(duì)實(shí)現(xiàn)化對(duì)象 的引用。
• 擴(kuò)展抽象化（Refined Abstraction）角色 ：是抽象化角色的子類，實(shí)現(xiàn)父類中的業(yè)務(wù)方法，并通過(guò)組合關(guān)系調(diào)用實(shí)現(xiàn)化角色中的業(yè)務(wù)方法。
• 實(shí)現(xiàn)化（Implementor）角色 ：定義實(shí)現(xiàn)化角色的接口，供擴(kuò)展抽象化角色調(diào)用。
• 具體實(shí)現(xiàn)化（Concrete Implementor）角色 ：給出實(shí)現(xiàn)化角色接口的具體實(shí)現(xiàn)。

5.4.3 案例

【例】視頻播放器

需要開(kāi)發(fā)一個(gè)跨平臺(tái)視頻播放器，可以在不同操作系統(tǒng)平臺(tái)（如Windows、Mac、Linux等）上播放多種格式的視頻文件，常見(jiàn)的視頻格式包括RMVB、AVI、WMV等。該播放器包含了兩個(gè)維度，適合使用橋接模式。

類圖如下：

代碼如下：

//視頻文件
public interface VideoFile {void decode(String fileName);
}//avi文件
public class AVIFile implements VideoFile {public void decode(String fileName) {System.out.println("avi視頻文件："+ fileName);}
}//rmvb文件
public class REVBBFile implements VideoFile {public void decode(String fileName) {System.out.println("rmvb文件：" + fileName);}
}//操作系統(tǒng)版本
public abstract class OperatingSystemVersion {protected VideoFile videoFile;public OperatingSystemVersion(VideoFile videoFile) {this.videoFile = videoFile;}public abstract void play(String fileName);
}//Windows版本
public class Windows extends OperatingSystem {public Windows(VideoFile videoFile) {super(videoFile);}public void play(String fileName) {videoFile.decode(fileName);}
}//mac版本
public class Mac extends OperatingSystemVersion {public Mac(VideoFile videoFile) {super(videoFile);}public void play(String fileName) {videoFile.decode(fileName);}
}//測(cè)試類
public class Client {public static void main(String[] args) {OperatingSystem os = new Windows(new AVIFile());os.play("戰(zhàn)狼3");}
}

好處：

• 橋接模式提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)充性，在兩個(gè)變化維度中任意擴(kuò)展一個(gè)維度，都不需要修改原有系統(tǒng)。

如：如果現(xiàn)在還有一種視頻文件類型wmv，我們只需要再定義一個(gè)類實(shí)現(xiàn)VideoFile接口即可，其他類不需要發(fā)生變化。

• 實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)對(duì)客戶透明

壞處：

適配器模式容易類爆炸 , 每個(gè)維度都要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)類

5.4.4 使用場(chǎng)景

• 當(dāng)一個(gè)類存在兩個(gè)獨(dú)立變化的維度，且這兩個(gè)維度都需要進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)。
• 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)不希望使用繼承或因?yàn)槎鄬哟卫^承導(dǎo)致系統(tǒng)類的個(gè)數(shù)急劇增加時(shí)。（類爆炸）
• 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)需要在構(gòu)件的抽象化角色和具體化角色之間增加更多的靈活性時(shí)。避免在兩個(gè)層次之間建立靜態(tài)的繼承聯(lián)系，通過(guò)橋接模式可以使它們?cè)?/strong>抽象層建立一個(gè)關(guān)聯(lián)關(guān)系。

裝飾是小的包裹大的，橋接是大的包裹小的

5.5 外觀模式

5.5.1 概述

有些人可能炒過(guò)股票，但其實(shí)大部分人都不太懂，這種沒(méi)有足夠了解證券知識(shí)的情況下做股票是很容易虧錢(qián)的，剛開(kāi)始炒股肯定都會(huì)想，如果有個(gè)懂行的幫幫手就好，其實(shí)基金就是個(gè)好幫手，支付寶里就有許多的基金，它將投資者分散的資金集中起來(lái)，交由專業(yè)的經(jīng)理人進(jìn)行管理，投資于股票、債券、外匯等領(lǐng)域，而基金投資的收益歸持有者所有，管理機(jī)構(gòu)收取一定比例的托管管理費(fèi)用。

定義：

又名門(mén)面模式，是一種通過(guò)為多個(gè)復(fù)雜的子系統(tǒng)提供一個(gè)一致的接口，而使這些子系統(tǒng)更加容易被訪問(wèn)的模式。該模式對(duì)外有一個(gè)統(tǒng)一接口（基金），外部應(yīng)用程序不用關(guān)心內(nèi)部子系統(tǒng)的具體的細(xì)節(jié)（投資哪些），這樣會(huì)大大降低應(yīng)用程序的復(fù)雜度，提高了程序的可維護(hù)性。

外觀（Facade）模式是“迪米特法則”的典型應(yīng)用

5.5.2 結(jié)構(gòu)

外觀（Facade）模式包含以下主要角色：

• 外觀（Facade）角色：為多個(gè)子系統(tǒng)對(duì)外提供一個(gè)共同的接口。
• 子系統(tǒng)（Sub System）角色：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的部分功能，客戶可以通過(guò)外觀角色訪問(wèn)它。

5.5.3 案例

【例】智能家電控制

小明的爺爺已經(jīng)60歲了，一個(gè)人在家生活：每次都需要打開(kāi)燈、打開(kāi)電視、打開(kāi)空調(diào)；睡覺(jué)時(shí)關(guān)閉燈、關(guān)閉電視、關(guān)閉空調(diào)；操作起來(lái)都比較麻煩。所以小明給爺爺買(mǎi)了智能音箱，可以通過(guò)語(yǔ)音直接控制這些智能家電的開(kāi)啟和關(guān)閉。類圖如下：

代碼如下：

//燈類
public class Light {public void on() {System.out.println("打開(kāi)了燈....");}public void off() {System.out.println("關(guān)閉了燈....");}
}//電視類
public class TV {public void on() {System.out.println("打開(kāi)了電視....");}public void off() {System.out.println("關(guān)閉了電視....");}
}//控制類
public class AirCondition {public void on() {System.out.println("打開(kāi)了空調(diào)....");}public void off() {System.out.println("關(guān)閉了空調(diào)....");}
}//智能音箱 外觀類 和用戶交互
public class SmartAppliancesFacade {//聚合三個(gè)電器private Light light;private TV tv;private AirCondition airCondition;public SmartAppliancesFacade() {light = new Light();tv = new TV();airCondition = new AirCondition();}public void say(String message) {if(message.contains("打開(kāi)")) {on();} else if(message.contains("關(guān)閉")) {off();} else {System.out.println("我還聽(tīng)不懂你說(shuō)的！！！");}}//起床后一鍵開(kāi)電器private void on() {System.out.println("起床了");light.on();tv.on();airCondition.on();}//睡覺(jué)一鍵關(guān)電器private void off() {System.out.println("睡覺(jué)了");light.off();tv.off();airCondition.off();}
}//測(cè)試類
public class Client {public static void main(String[] args) {//創(chuàng)建外觀對(duì)象SmartAppliancesFacade facade = new SmartAppliancesFacade();//客戶端直接與外觀對(duì)象進(jìn)行交互facade.say("打開(kāi)家電");facade.say("關(guān)閉家電");}
}

好處：

• 降低了子系統(tǒng)與客戶端之間的耦合度，使得子系統(tǒng)的變化不會(huì)影響調(diào)用它的客戶類。
• 對(duì)客戶屏蔽了子系統(tǒng)組件，減少了客戶處理的對(duì)象數(shù)目，并使得子系統(tǒng)使用起來(lái)更加容易。

缺點(diǎn)：

• 不符合開(kāi)閉原則，修改很麻煩

5.5.4 使用場(chǎng)景

• 對(duì)分層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，使用外觀模式定義子系統(tǒng)中每層的入口點(diǎn)可以簡(jiǎn)化子系統(tǒng)之間的依賴關(guān)系。
• 當(dāng)一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的子系統(tǒng)很多時(shí)，外觀模式可以為系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的接口供外界訪問(wèn)。
• 當(dāng)客戶端與多個(gè)子系統(tǒng)之間存在很大的聯(lián)系時(shí)，引入外觀模式可將它們分離，從而提高子系統(tǒng)的獨(dú)立性和可移植性。

5.5.5 源碼解析（tomcat）

使用tomcat作為web容器時(shí)，接收瀏覽器發(fā)送過(guò)來(lái)的請(qǐng)求，tomcat會(huì)將請(qǐng)求信息封裝成Servlet Request對(duì)象，如下圖①處對(duì)象。

但是大家想想ServletRequest是一個(gè)接口，它還有一個(gè)子接口HttpServletRequest，而我們知道該request對(duì)象肯定是一個(gè)HttpServletRequest對(duì)象和ServletRequest共同的子實(shí)現(xiàn)類對(duì)象，到底是哪個(gè)類的對(duì)象呢？可以通過(guò)輸出request對(duì)象，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)名為RequestFacade的類的對(duì)象。

RequestFacade類就使用了外觀模式。先看結(jié)構(gòu)圖：

為什么在此處使用外觀模式呢？

定義 RequestFacade 類，分別實(shí)現(xiàn) ServletRequest ，同時(shí)定義私有成員變量 Request ，并且方法的實(shí)現(xiàn)調(diào)用 Request 的實(shí)現(xiàn)。然后，將 RequestFacade上轉(zhuǎn)為 ServletRequest 傳給 servlet 的 service 方法，這樣即使在 servlet 中被下轉(zhuǎn)為 RequestFacade ，也不能訪問(wèn)私有成員變量對(duì)象中的方法。既用了 Request ，又能防止其中方法被不合理的訪問(wèn)。

---

5.6 組合模式 day04

5.6.1 概述

對(duì)于這個(gè)圖片肯定會(huì)非常熟悉，上圖我們可以看做是一個(gè)文件系統(tǒng)，對(duì)于這樣的結(jié)構(gòu)我們稱之為樹(shù)形結(jié)構(gòu)。在樹(shù)形結(jié)構(gòu)中可以通過(guò)調(diào)用某個(gè)方法來(lái)遍歷整個(gè)樹(shù)，當(dāng)我們找到某個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)后，就可以對(duì)葉子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)的操作?？梢詫⑦@顆樹(shù)理解成一個(gè)大的容器，容器里面包含很多的成員對(duì)象，這些成員對(duì)象既可是容器對(duì)象也可以是葉子對(duì)象。但是由于容器對(duì)象和葉子對(duì)象在功能上面的區(qū)別，使得我們?cè)?strong>使用的過(guò)程中必須要區(qū)分容器對(duì)象和葉子對(duì)象，但是這樣就會(huì)給客戶帶來(lái)不必要的麻煩，作為客戶而已，它始終希望能夠一致的對(duì)待容器對(duì)象和葉子對(duì)象。

定義：

又名部分整體模式，是用于把一組相似的對(duì)象當(dāng)作一個(gè)單一的對(duì)象。組合模式依據(jù)樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)組合對(duì)象，用來(lái)表示部分以及整體層次。這種類型的設(shè)計(jì)模式屬于結(jié)構(gòu)型模式，它創(chuàng)建了對(duì)象組的樹(shù)形結(jié)構(gòu)。

5.6.2 結(jié)構(gòu)

組合模式主要包含三種角色：

• 抽象根節(jié)點(diǎn)（Component）：定義系統(tǒng)各層次對(duì)象的共有方法和屬性，可以預(yù)先定義一些默認(rèn)行為和屬性。
• 樹(shù)枝節(jié)點(diǎn)（Composite）：定義樹(shù)枝節(jié)點(diǎn)的行為，存儲(chǔ)子節(jié)點(diǎn)，組合樹(shù)枝節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)樹(shù)形結(jié)構(gòu)。
• 葉子節(jié)點(diǎn)（Leaf）：葉子節(jié)點(diǎn)對(duì)象，其下再無(wú)分支，是系統(tǒng)層次遍歷的最小單位。

5.6.3 案例實(shí)現(xiàn)

【例】軟件菜單

如下圖，我們?cè)谠L問(wèn)別的一些管理系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)?？梢钥吹筋愃频牟藛?。

一個(gè)菜單可以包含菜單項(xiàng)（菜單項(xiàng)是指不再包含其他內(nèi)容的菜單條目），也可以包含帶有其他菜單項(xiàng)的菜單，因此使用組合模式描述菜單就很恰當(dāng)，我們的需求是針對(duì)一個(gè)菜單，打印出其包含的所有菜單以及菜單項(xiàng)的名稱。

要實(shí)現(xiàn)該案例，我們先畫(huà)出類圖：

代碼實(shí)現(xiàn)：

不管是菜單還是菜單項(xiàng)，都應(yīng)該繼承自統(tǒng)一的接口，這里姑且將這個(gè)統(tǒng)一的接口稱為菜單組件。

//菜單組件  不管是菜單還是菜單項(xiàng)，都應(yīng)該繼承該類
public abstract class MenuComponent {protected String name;protected int level;//添加菜單public void add(MenuComponent menuComponent){throw new UnsupportedOperationException();}//移除菜單public void remove(MenuComponent menuComponent){throw new UnsupportedOperationException();}//獲取指定的子菜單public MenuComponent getChild(int i){throw new UnsupportedOperationException();}//獲取菜單名稱public String getName(){return name;}public void print(){throw new UnsupportedOperationException();}
}

這里的MenuComponent定義為抽象類，因?yàn)橛幸恍?span style="color:#c21c13;">共有的屬性和行為要在該類中實(shí)現(xiàn)，Menu和MenuItem類就可以只覆蓋自己感興趣的方法，而不用搭理不需要或者不感興趣的方法，舉例來(lái)說(shuō)，Menu類可以包含子菜單，因此需要覆蓋add()、remove()、getChild()方法，但是MenuItem就不應(yīng)該有這些方法。這里給出的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)是拋出異常，你也可以根據(jù)自己的需要改寫(xiě)默認(rèn)實(shí)現(xiàn)。

public class Menu extends MenuComponent {//菜單可以有 多個(gè)子菜單 或者 子菜單項(xiàng)private List<MenuComponent> menuComponentList;public Menu(String name,int level){this.level = level;this.name = name;menuComponentList = new ArrayList<MenuComponent>();}@Overridepublic void add(MenuComponent menuComponent) {menuComponentList.add(menuComponent);}@Overridepublic void remove(MenuComponent menuComponent) {menuComponentList.remove(menuComponent);}@Overridepublic MenuComponent getChild(int i) {return menuComponentList.get(i);}@Overridepublic void print() {for (int i = 1; i < level; i++) {System.out.print("--");}System.out.println(name);for (MenuComponent menuComponent : menuComponentList) {menuComponent.print();}}
}

Menu類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了除了getName方法的其他所有方法，因?yàn)?span style="background-color:#e6d6f0;">Menu類具有添加菜單，移除菜單和獲取子菜單的功能。

public class MenuItem extends MenuComponent {public MenuItem(String name,int level) {this.name = name;this.level = level;}@Overridepublic void print() {for (int i = 1; i < level; i++) {System.out.print("--");}System.out.println(name);}
}

MenuItem是菜單項(xiàng)，不能再有子菜單，所以添加菜單，移除菜單和獲取子菜單的功能并不能實(shí)現(xiàn)。

5.6.4 組合模式的分類

在使用組合模式時(shí)，根據(jù)抽象構(gòu)件類的定義形式，我們可將組合模式分為透明組合模式和安全組合模式兩種形式。

• 透明組合模式

透明組合模式中，抽象根節(jié)點(diǎn)角色中聲明了所有用于管理成員對(duì)象的方法，比如在示例中 MenuComponent 聲明了 add、remove 、getChild 方法，這樣做的好處是確保所有的構(gòu)件類都有相同的接口。透明組合模式也是組合模式的標(biāo)準(zhǔn)形式。

透明組合模式的缺點(diǎn)是不夠安全，因?yàn)槿~子對(duì)象和容器對(duì)象在本質(zhì)上是有區(qū)別的，葉子對(duì)象不可能有下一個(gè)層次的對(duì)象，即不可能包含成員對(duì)象，因此為其提供 add()、remove() 等方法是沒(méi)有意義的，這在編譯階段不會(huì)出錯(cuò)，但在運(yùn)行階段如果調(diào)用這些方法可能會(huì)出錯(cuò)（如果沒(méi)有提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理代碼）

• 安全組合模式

在安全組合模式中，在抽象構(gòu)件角色中沒(méi)有聲明任何用于管理成員對(duì)象的方法，而是在樹(shù)枝節(jié)點(diǎn) Menu 類中聲明并實(shí)現(xiàn)這些方法。

安全組合模式的缺點(diǎn)是不夠透明，因?yàn)槿~子構(gòu)件和容器構(gòu)件具有不同的方法，且容器構(gòu)件中那些用于管理成員對(duì)象的方法沒(méi)有在抽象構(gòu)件類中定義，因此客戶端不能完全針對(duì)抽象編程，必須有區(qū)別地對(duì)待葉子構(gòu)件和容器構(gòu)件。

5.6.5 優(yōu)點(diǎn)

• 組合模式可以清楚地定義分層次的復(fù)雜對(duì)象，表示對(duì)象的全部或部分層次，它讓客戶端忽略了層次的差異，方便對(duì)整個(gè)層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。
• 客戶端可以一致地使用一個(gè)組合結(jié)構(gòu)或其中單個(gè)對(duì)象，不必關(guān)心處理的是單個(gè)對(duì)象還是整個(gè)組合結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了客戶端代碼。
• 在組合模式中增加新的樹(shù)枝節(jié)點(diǎn)和葉子節(jié)點(diǎn)都很方便，無(wú)須對(duì)現(xiàn)有類庫(kù)進(jìn)行任何修改，符合“開(kāi)閉原則”。
• 組合模式為樹(shù)形結(jié)構(gòu)的面向?qū)ο髮?shí)現(xiàn)提供了一種靈活的解決方案，通過(guò)葉子節(jié)點(diǎn)和樹(shù)枝節(jié)點(diǎn)的遞歸組合，可以形成復(fù)雜的樹(shù)形結(jié)構(gòu)，但對(duì)樹(shù)形結(jié)構(gòu)的控制卻非常簡(jiǎn)單。

5.6.6 使用場(chǎng)景

組合模式正是應(yīng)樹(shù)形結(jié)構(gòu)而生，所以組合模式的使用場(chǎng)景就是出現(xiàn)樹(shù)形結(jié)構(gòu)的地方。比如：文件目錄顯示，多級(jí)目錄呈現(xiàn)等樹(shù)形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的操作。

5.7 享元模式（無(wú)）

5.7.1 概述

定義：

運(yùn)用共享技術(shù)來(lái)有效地支持大量細(xì)粒度對(duì)象的復(fù)用。它通過(guò)共享已經(jīng)存在的對(duì)象來(lái)大幅度減少需要?jiǎng)?chuàng)建的對(duì)象數(shù)量、避免大量相似對(duì)象的開(kāi)銷，從而提高系統(tǒng)資源的利用率。

5.7.2 結(jié)構(gòu)

享元（Flyweight ）模式中存在以下兩種狀態(tài)：

1. 內(nèi)部狀態(tài)，即不會(huì)隨著環(huán)境的改變而改變的可共享部分。
2. 外部狀態(tài)，指隨環(huán)境改變而改變的不可以共享的部分。享元模式的實(shí)現(xiàn)要領(lǐng)就是區(qū)分應(yīng)用中的這兩種狀態(tài)，并將外部狀態(tài)外部化。

享元模式的主要有以下角色：

• 抽象享元角色（Flyweight）：通常是一個(gè)接口或抽象類，在抽象享元類中聲明了具體享元類公共的方法，這些方法可以向外界提供享元對(duì)象的內(nèi)部數(shù)據(jù)（內(nèi)部狀態(tài)），同時(shí)也可以通過(guò)這些方法來(lái)設(shè)置外部數(shù)據(jù)（外部狀態(tài)）。
• 具體享元（Concrete Flyweight）角色 ：它實(shí)現(xiàn)了抽象享元類，稱為享元對(duì)象；在具體享元類中為內(nèi)部狀態(tài)提供了存儲(chǔ)空間。通常我們可以結(jié)合單例模式來(lái)設(shè)計(jì)具體享元類，為每一個(gè)具體享元類提供唯一的享元對(duì)象。
• 非享元（Unsharable Flyweight)角色 ：并不是所有的抽象享元類的子類都需要被共享，不能被共享的子類可設(shè)計(jì)為非共享具體享元類；當(dāng)需要一個(gè)非共享具體享元類的對(duì)象時(shí)可以直接通過(guò)實(shí)例化創(chuàng)建。
• 享元工廠（Flyweight Factory）角色 ：負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理享元角色。當(dāng)客戶對(duì)象請(qǐng)求一個(gè)享元對(duì)象時(shí)，享元工廠檢査系統(tǒng)中是否存在符合要求的享元對(duì)象，如果存在則提供給客戶；如果不存在的話，則創(chuàng)建一個(gè)新的享元對(duì)象。

5.7.3 案例實(shí)現(xiàn)

【例】俄羅斯方塊

下面的圖片是眾所周知的俄羅斯方塊中的一個(gè)個(gè)方塊，如果在俄羅斯方塊這個(gè)游戲中，每個(gè)不同的方塊都是一個(gè)實(shí)例對(duì)象，這些對(duì)象就要占用很多的內(nèi)存空間，下面利用享元模式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

先來(lái)看類圖：

代碼如下：

俄羅斯方塊有不同的形狀，我們可以對(duì)這些形狀向上抽取出AbstractBox，用來(lái)定義共性的屬性和行為。

public abstract class AbstractBox {public abstract String getShape();public void display(String color) {System.out.println("方塊形狀：" + this.getShape() + " 顏色：" + color);}
}

接下來(lái)就是定義不同的形狀了，IBox類、LBox類、OBox類等。

public class IBox extends AbstractBox {@Overridepublic String getShape() {return "I";}
}public class LBox extends AbstractBox {@Overridepublic String getShape() {return "L";}
}public class OBox extends AbstractBox {@Overridepublic String getShape() {return "O";}
}

提供了一個(gè)工廠類（BoxFactory），用來(lái)管理享元對(duì)象（也就是AbstractBox子類對(duì)象），該工廠類對(duì)象只需要一個(gè)，所以可以使用單例模式。并給工廠類提供一個(gè)獲取形狀的方法。

public class BoxFactory {private static HashMap<String, AbstractBox> map;private BoxFactory() {map = new HashMap<String, AbstractBox>();AbstractBox iBox = new IBox();AbstractBox lBox = new LBox();AbstractBox oBox = new OBox();map.put("I", iBox);map.put("L", lBox);map.put("O", oBox);}public static final BoxFactory getInstance() {return SingletonHolder.INSTANCE;}private static class SingletonHolder {private static final BoxFactory INSTANCE = new BoxFactory();}public AbstractBox getBox(String key) {return map.get(key);}
}

5.7.5 優(yōu)缺點(diǎn)和使用場(chǎng)景

1，優(yōu)點(diǎn)

• 極大減少內(nèi)存中相似或相同對(duì)象數(shù)量，節(jié)約系統(tǒng)資源，提供系統(tǒng)性能
• 享元模式中的外部狀態(tài)相對(duì)獨(dú)立，且不影響內(nèi)部狀態(tài)

2，缺點(diǎn)：

為了使對(duì)象可以共享，需要將享元對(duì)象的部分狀態(tài)外部化，分離內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，使程序邏輯復(fù)雜

3，使用場(chǎng)景：

• 一個(gè)系統(tǒng)有大量相同或者相似的對(duì)象，造成內(nèi)存的大量耗費(fèi)。
• 對(duì)象的大部分狀態(tài)都可以外部化，可以將這些外部狀態(tài)傳入對(duì)象中。
• 在使用享元模式時(shí)需要維護(hù)一個(gè)存儲(chǔ)享元對(duì)象的享元池，而這需要耗費(fèi)一定的系統(tǒng)資源，因此，應(yīng)當(dāng)在需要多次重復(fù)使用享元對(duì)象時(shí)才值得使用享元模式。

5.7.6 JDK源碼解析

Integer類使用了享元模式。我們先看下面的例子：

public class Demo {public static void main(String[] args) {Integer i1 = 127;Integer i2 = 127;System.out.println("i1和i2對(duì)象是否是同一個(gè)對(duì)象？" + (i1 == i2));Integer i3 = 128;Integer i4 = 128;System.out.println("i3和i4對(duì)象是否是同一個(gè)對(duì)象？" + (i3 == i4));}
}

運(yùn)行上面代碼，結(jié)果如下：

為什么第一個(gè)輸出語(yǔ)句輸出的是true，第二個(gè)輸出語(yǔ)句輸出的是false？通過(guò)反編譯軟件進(jìn)行反編譯，代碼如下：

public class Demo {public static void main(String[] args) {Integer i1 = Integer.valueOf((int)127);Integer i2 Integer.valueOf((int)127);System.out.println((String)new StringBuilder().append((String)"i1\u548ci2\u5bf9\u8c61\u662f\u5426\u662f\u540c\u4e00\u4e2a\u5bf9\u8c61\uff1f").append((boolean)(i1 == i2)).toString());Integer i3 = Integer.valueOf((int)128);Integer i4 = Integer.valueOf((int)128);System.out.println((String)new StringBuilder().append((String)"i3\u548ci4\u5bf9\u8c61\u662f\u5426\u662f\u540c\u4e00\u4e2a\u5bf9\u8c61\uff1f").append((boolean)(i3 == i4)).toString());}
}

上面代碼可以看到，直接給Integer類型的變量賦值基本數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)的操作底層使用的是 valueOf() ，所以只需要看該方法即可

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {public static Integer valueOf(int i) {if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];return new Integer(i);}private static class IntegerCache {static final int low = -128;static final int high;static final Integer cache[];static {int h = 127;String integerCacheHighPropValue =sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");if (integerCacheHighPropValue != null) {try {int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);i = Math.max(i, 127);// Maximum array size is Integer.MAX_VALUEh = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);} catch( NumberFormatException nfe) {}}high = h;cache = new Integer[(high - low) + 1];int j = low;for(int k = 0; k < cache.length; k++)cache[k] = new Integer(j++);// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)assert IntegerCache.high >= 127;}private IntegerCache() {}}
}

可以看到 Integer 默認(rèn)先創(chuàng)建并緩存 -128 ~ 127 之間數(shù)的 Integer 對(duì)象，當(dāng)調(diào)用 valueOf 時(shí)如果參數(shù)在 -128 ~ 127 之間則計(jì)算下標(biāo)并從緩存中返回，否則創(chuàng)建一個(gè)新的 Integer 對(duì)象。

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