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2022-05-30
我用过的设计模式（7）--享元模式
文章目录
前言
享元模式与池技术
享元模式定义与结构
线程池
对象池类图
对象池代码实现
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 //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
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//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); } }
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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; };
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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; }
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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;
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对象公有方法：
virtual int run(); virtual void setidentify(string identify); virtual string getidentify();
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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
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对象私有方法：
int run(); void setidentify(string identify); string getidentify();
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享元工厂属性：
map
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享元工厂方法：
SignInfo* getSignInfo(string identify);
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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
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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。
任务调度
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