前言
之前写“桥接模式”的时候，说“桥接模式”是最抽象的设计模式，那是因为我没接触到“享元模式”。
可能桥接模式是最抽象的设计模式，但是享元模式我觉得是最烦的设计模式了。
因为这个模式和“池技术”有着密不可分的联系。
享元模式与池技术
说到享元模式，第一个想到的应该就是池技术了，String常量池、数据库连接池、缓冲池、线程池等等都是享元模式的应用，所以说享元模式是池技术和池技术密不可分。
面向对象技术可以很好地解决一些灵活性或可扩展性问题，但在很多情况下需要在系统中增加类和对象的个数。当对象数量太多时，将导致运行代价过高，带来性能下降等问题。享元模式正是为解决这一类问题而诞生的。享元模式通过共享技术实现相同或相似对象的重用。
享元模式定义与结构
享元模式(Flyweight Pattern)：运用共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。系统只使用少量的对象，而这些对象都很相似，状态变化很小，可以实现对象的多次复用。由于 享元模式要求能够共享的对象必须是细粒度对象，因此它又称为轻量级模式，它是一种 对象结构型模式。
线程池
心里没底，还是先来个线程池压压惊吧。
//pthreadpool.h
#pragma once
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>
#include <list> //据说list不安全，不安全就不安全吧，更不安全的都忍了
#include "Cond.h" //封装过的条件变量类，继承自封装的mutex锁类，所以具有锁和条件变量的双重属性
using namespace std;
class Task //任务接口，每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行
{
public: Task() {} virtual ~Task() {} virtual int run() = 0; //留给子类实现
};
typedef list<Task*> list_task; //任务队列，用于暂存等待处理的任务，等待线程唤醒时处理，提供一种缓冲机制。
class Pthread_Pool //线程池类
{
public: Pthread_Pool(unsigned int max = 100, unsigned int min = 10, unsigned int wait = 60); ~Pthread_Pool(); void addTask(Task* task); // 往任务队列中添加新线程
private: static void* taskThread(void* arg);// 工作线程 void createThread(); // 新建一个线程 void destroyThread(); // 销毁一个线程池 unsigned int maxcount; // 最大线程数 unsigned int mincount; // 最小线程数 unsigned int count; // 当前线程池中线程数 unsigned int waitcount; // 等待线程数 unsigned int waitsec; // 等待时间 list_task taskList; //任务队列 Cond taskCond; //任务锁，线程接任务时使用 Cond cond; //线程锁，创建线程时使用 bool Stop; //线程池是否被允许运作，初始化线程池对象时置0，线程池销毁时置为1
};
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
//pthreadpool.cpp
#include "Pthread_Pool.h"
//开放接口1
Pthread_Pool::Pthread_Pool(unsigned int max, unsigned int min, unsigned int wait)
{ //配置基本参数 count = 0; //当前线程池为空 waitcount = 0; //没有等待线程 mincount = min; //核心线程数（出厂配置） maxcount = max; //最大线程数（能承受的最高配置） waitsec = wait; //线程保活时长（过了时长还没接到任务，那就裁掉） Stop = false; //允许运作 //上锁，创建一定数量的线程作为初始线程池 cond.lock(); for (unsigned i = 0; i < mincount; i++) { createThread(); //跳转到这个函数的实现->->->->-> } cond.unlock();
}
Pthread_Pool::~Pthread_Pool()
{ destroyThread(); //销毁线程池
}
void Pthread_Pool::createThread()
{ pthread_t tid; int ret = pthread_create(&tid, NULL, taskThread, (void*)this); //以执行taskThread()为目的创建线程，跳转到taskThread()函数的实现 ->->->->-> if (ret < 0) perror("pthread create error"); else count++;
}
// 工作线程
void* Pthread_Pool::taskThread(void* arg)
{ pthread_detach(pthread_self()); //设置线程自分离属性 Pthread_Pool* pool = (Pthread_Pool*)arg; while (1) { pool->cond.lock(); //如果没有工作线程在等待 if (pool->taskList.empty()) { if (pool->Stop) //当收到线程池停止运行的消息时 { pool->count--; //线程数减一 pool->cond.unlock(); pthread_exit(NULL); //本线程强制退出 } pool->waitcount++; //等待任务的线程数加一 bool bSignal = pool->cond.timewait(pool->waitsec); //新任务等待被唤醒 pool->waitcount--; //没等到，没事干，喝西北风了 // 删除无用线程 if (!bSignal && pool->count > pool->mincount) //如果没事干 && 有多余线程 { pool->count--; //先裁员一个，不要一次做绝了，反正是在while循环里面，没事干裁员机会多得是 pool->cond.unlock(); pthread_exit(NULL); } } pool->cond.unlock(); //记得要释放锁
//如果有工作线程在等待 if (!pool->taskList.empty()) { pool->taskCond.lock(); //上任务锁 Task* t = pool->taskList.front(); //获取任务队列中最前端的任务并执行 pool->taskList.pop_front(); //移除被领取的任务 pool->taskCond.unlock();//记得解锁 t->run(); //任务开始 delete t; //弄完就删了 } } pthread_exit(NULL);
}
//开放接口2，向任务队列中添加任务
void Pthread_Pool::addTask(Task* task)
{ if (Stop) //线程池是否停止工作 return; //向任务队列中添加新任务 taskCond.lock(); //上任务锁 taskList.push_back(task); //添加任务 taskCond.unlock(); //记得解锁 cond.lock(); //上线程锁 if (waitcount) //如果有空闲线程 { cond.signal(); //唤醒一个线程 } else if (count < maxcount) //如果没有空闲线程，一般来说，走到这里面来，那这个线程池的设计是有点失败了 { createThread(); //那就创建一个 cond.signal(); //然后唤醒 } cond.unlock();
}
void Pthread_Pool::destroyThread()
{ printf("destroy?\n");
#if 0 //强行清理 list_task::iterator it = taskList.begin(); for (; it!= taskList.end(); it++) { Task* t = *it; delete t; t = NULL; } taskList.clear();
#endif // 等待所有线程执行完毕 Stop = true; while (count > 0) { cond.lock(); cond.broadcast(); //广播 cond.unlock(); sleep(1); }
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- 118
- 119
- 120
- 121
- 122
- 123
- 124
- 125
- 126
- 127
- 128
- 129
- 130
- 131
- 132
- 133
- 134
- 135
- 136
- 137
- 138
- 139
- 140
- 141
调用的地方是这样的：
class DoTask : public Task
{
public: DoTask(BtoC& send, PacketCommand1& packet); int run();
private: DB_command* task_db; BtoC* m_send; PacketCommand1 m_packet; PacketCommand3* f_packet;
};
class BackServer
{
public: BackServer(char* IPnum); ~BackServer() {} int run();
private: PacketCommand1 m_packet; BtoC m_send; Pthread_Pool* m_pool;
};
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
int BackServer::run()
{ int n = 0; while (1) { n = m_send.Read_date(m_packet.getData()); m_packet.setSize(n); DoTask* t = new DoTask(m_send, m_packet); m_pool->addTask(t); } return 0;
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
在这个线程池中呢，可以看到负责创建线程和管理线程的函数（享元工厂）、每条线程的共用属性（外部属性）、传递给每个线程的不同任务（内部属性），还有负责缓冲的任务队列。
这些部分（享元工厂、元素外部属性、元素内部属性），就是享元模式的主要构成。
不过，在线程池调用的过程中，确是存在了一个问题：DoTask* t = new DoTask(m_send, m_packet);这个可不见得回收了，要是等着系统的垃圾回收机制也是可以的，但是在高并发的情况下，这些尸位素餐的DoTask* t无疑成为了等待资源的任务们的“公敌”。
那么，今天我就来弄一个对象池，解决这个问题。
对象池类图
对象公有属性： (SignInfo)
DB_command* task_db; PacketCommand3* f_packet;
- 1
- 2
对象公有方法：
virtual int run();
virtual void setidentify(string identify);
virtual string getidentify();
- 1
- 2
- 3
对象私有属性：(SignInfoPool)
BtoC* m_send; PacketCommand1 m_packet; string identify; //身份标识 int state; //是否处于空闲态
- 1
- 2
- 3
- 4
对象私有方法：
int run();
void setidentify(string identify);
string getidentify();
- 1
- 2
- 3
享元工厂属性：
map<string,vector<SignInfo*>> mapSign; //hashmap不会用
- 1
享元工厂方法：
SignInfo* getSignInfo(string identify);
- 1
这样可好？
画个图看看：
接下来代码实现看看。
对象池代码实现
#include<iostream>
#include<map>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;
class SignInfo {
private:
int db_task; //用int替代吧
int f_packet;
public:
virtual int run() = 0;
virtual void setidentify(string identify) = 0;
virtual string getidentify() = 0;
virtual int isRun() = 0;
};
class SignInfoPool : public SignInfo {
private:
string identify;
int m_send;
int m_packet;
int state; //是否在使用
public:
SignInfoPool() { this->state = 0; }
//实例化对象时使用
void setInfo(int m_send, int m_packet) {
this->m_send = m_send;
this->m_packet = m_packet;
};
//工厂生产的时候使用
void setidentify(string identify) { this->identify = identify; }
string getidentify() { return this->getidentify(); }
void setState(int state) { this->state = state; }
int getState() { return this->state; }
int isRun() { return this->state; } //在运行返回1.没运行返回0
int run() {
cout << identify << " dosomething" << endl;
}
};
class SignInfoFactory {
private:
map<string, vector<SignInfo*>> mapSignInfo;
int maxi; //最大对象数
int mini; //核心对象数
public:
SignInfoFactory(int maxi,int mini) {
this->maxi = maxi;
this->mini = mini; createsigninfo("DBlogin"); //初始化一些用来处理登录的对象 createsigninfo("DBregist"); //初始化一些用来处理注册的对象 createsigninfo("DBfpwd"); //初始化一些用来处理密码的对象 createsigninfo("DBfile"); //初始化一些用来处理文件的对象
}
//初始化一些新对象
void createsigninfo(string identify) { vector<SignInfo*> temp; SignInfo* signinfo; for (int i = 0; i < mini; i++) { signinfo = new SignInfoPool(); signinfo->setidentify(identify); temp.push_back(signinfo);
}
mapSignInfo[identify] = temp;
}
SignInfo* getSignInfo(string identify) {
int size = (mapSignInfo[identify]).size();
for (int i = 0; i < size; i++) { if (!(mapSignInfo[identify])[i]->isRun()) { return (mapSignInfo[identify])[i]; }
}
}
void DestoryFactory() {
//这。。。我也想知道怎么销毁。。。map没有迭代器啊。。。
} //结束时的工厂销毁
};
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
初次上手“享元模式”，多有纰漏，再写之时会整合成一个类，像线程池那样。
文章来源: lion-wu.blog.csdn.net，作者：看，未来，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：lion-wu.blog.csdn.net/article/details/107091678