使用享元模式实现资源共享池

本节我们使用享元模式来实现资源共享池。举个例子，每年春节为了买到一张回家的火车票，大家都大费周章。为了解决这一问题，12306 网站提供了自动查票的功能。如果开启自动查票的功能，则系统会将我们填写的信息缓存起来，然后定时查询余票信息。

在买票的时候，我们肯定要查询一下有没有我们需要的车票。假设一张火车票包含出发站、目的站、价格、座位类别等信息。现在要求编写查询火车票的模拟代码。

比如要求可以通过出发站、目的站来查询火车票的相关信息，那么只需构建出火车票类对象，向用户提供一个查询出发站、目的站的接口进行查询即可。

首先创建 Ticket 接口。

public interface Ticket {
    void showInfo(String bunk);
}

然后创建 TrainTicket 类实现 Ticket 接口。

public class TrainTicket implements Ticket {
    private String from;
    private String to;
    private int price;

    public TrainTicket(String from, String to) {
        this.from = from;
        this.to = to;
    }

    @Override
    public void showInfo(String bunk) {
        this.price = new Random().nextInt(500);
        System.out.println(this.from + "->" + this.to + "：" + bunk + "价格：" + price + "元");
    }
}

接着创建 TicketFactory 类。

public class TicketFactory {
     public static Ticket queryTicket(String from,String to){
         return new TrainTicket(from,to);
     }
}

最后编写客户端代码如下：

public static void main(String[] args) {
    Ticket ticket = TicketFactory.queryTicket("北京西","石家庄");
    ticket.showInfo("硬座");
}

运行结果如下：

首次查询，创建对象:北京西->石家庄
北京西->石家庄：硬座价格：450元

由上面代码可以知道，当客户端进行查询时，系统通过 TicketFactory 直接创建一个火车票对象，但是这样做的话，如果某个瞬间有大量用户查询同一张票的信息时，系统就会创建出大量该火车票对象，内存压力骤增。

其实更好的做法应该是缓存该火车票对象，然后提供给其他查询请求复用，这样一个对象就足以支撑数以千计的查询请求，内存完全无压力。使用享元模式就可以很好地解决这个问题。

下面我们继续优化代码，只需要在 TicketFactory 类中进行更改，增加缓存机制。

public class TicketFactory {

    private static Map<String, Ticket> sticketPool = new ConcurrentHashMap<String, Ticket>();

    public static Ticket queryTicket(String from, String to) {
        String key = from + "->" + to;
        if (TicketFactory.sticketPool.containsKey(key)) {
            System.out.println("使用缓存：" + key);
            return TicketFactory.sticketPool.get(key);
        }
        System.out.println("首次查询，创建对象：" + key);
        Ticket ticket = new TrainTicket(from, to);
        TicketFactory.sticketPool.put(key, ticket);
        return ticket;
    }
}

测试代码如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket ticket = TicketFactory.queryTicket("北京西","石家庄");
        ticket.showInfo("硬座");
        Ticket ticket2 = TicketFactory.queryTicket("北京西","石家庄");
        ticket.showInfo("软座");
        Ticket ticket3 = TicketFactory.queryTicket("北京西","石家庄");
        ticket.showInfo("硬卧");
    }
}

运行结果如下：

首次查询，创建对象：北京西->石家庄
北京西->石家庄：硬座价格：48元
使用缓存：北京西->石家庄
北京西->石家庄：软座价格：98元
使用缓存：北京西->石家庄
北京西->石家庄：硬卧价格：118元

可以看到，除了第一次查询创建对象，后续查询相同车次票的信息都使用缓存对象，不需要创建对象。


其中，Ticket 是抽象享元角色，TrainTicket 是具体享元角色，TicketFactory 是享元工厂。有些小伙伴一定会有疑惑了，这不就是注册式单例模式吗？虽然在结构上很像，但是享元模式的重点在结构上，而不是在创建对象上。后面结合享元模式在 JDK 源码中的应用，大家应该就能彻底明白了。