享元模式在开源代码中的应用

Dear 丶 2023-03-04 03:27 4阅读 0赞

享元模式的作用：运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。

### **案例** ###

享元模式比较经典的应用就是 JDK 中部分基本类型的包装类，缓存了一定数值范围的对象，valueOf 方法转换为包装对象时，如果值在缓存范围内，即返回缓存对象。

*  Byte，缓存了 -128 ～ 127
 *  Short，缓存了 -128 ～ 127
 *  Character，缓存了 0 ～ 127
 *  Integer，缓存了 -128 ~ 127，JVM 启动参数 -XX:AutoBoxCacheMax 可以设置范围的最大值
 *  Long，缓存了 -128 ～ 127
 *  Boolean，缓存了 true 和 false 对象

不同版本的 JDK 机制不一样，这里说的是 JDK 8。

为啥 Float、Double 没缓存呢？因为计算机可表示的两个整数之间的浮点数太多太多，无法确定使用频率，缓存没有意义。

以 Integer 为例

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
    
        public static Integer valueOf(int i) {
            //在 IntegerCache 中缓存了 [low,high]
            if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
                return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
            return new Integer(i);
        }
    }

再看一下 Integer 的静态内部类 IntegerCache，在未设置 java.lang.Integer.IntegerCache.high 时，JVM 加载 IntegerCache 类时，静态方法块缓存了 -128 ～ 127；设置了 high 最大值取 127 与 high 中的较大者。

private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];
    
        static {
            // high value may be configured by property
            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_VALUE
                    h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
                    // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
                }
            }
            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() {}
    }

所以就会出现如下打印情况，原因是等号右边的数值自动装箱，反编译可以看出调用了 valueOf 方法，100 在 IntegerCache 的缓存之内，200 不在缓存中。

Integer i1 = 100;
    Integer i2 = 100;
    Integer i3 = 200;
    Integer i4 = 200;
         
    System.out.println(i1==i2); //打印true
    System.out.println(i3==i4); //打印false

通过缓存对象的方式，共享不可变对象，减少创建，节省内存开销，降低垃圾收集器的负担，减少 GC。

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