結構型 --面試高頻之享元模式
阿新 • • 發佈：2020-03-14
# 前言
享元模式是非常常用的一種結構性設計模式。
特別是在面試的時候。當我們把這一節內容掌握，我相信不管是工作中還是面試中這一塊內容絕對是一大亮點。
# 什麼是享元模式
所謂“享元”，顧名思義就是被共享的單元。享元模式的意圖是複用物件，節省記憶體，前提是享元物件是不可變物件。
具體來講，當一個系統中存在大量重複物件的時候，如果這些重複的物件是不可變物件，我們就可以利用享元模式將物件設計成享元，在記憶體中只保留一份例項，供多處程式碼引用。這樣可以減少記憶體中物件的數量，起到節省記憶體的目的。
這裡值得注意的是只保留一份例項，供多人使用。
# 面試最常見的面試題
我相信大夥在面試的時候經常會被問到String,Integer相關的面試題。
那我們就從這兩塊內容開始講解。
## 享元模式在Integer中的應用
我們先來看下面這樣一段程式碼。
```
Integer i1 = 56;
Integer i2 = 56;
Integer i3 = 129;
Integer i4 = 129;
System.out.println(i1 == i2); //true
System.out.println(i3 == i4); //false
```
我相信很多人在面試的時候會遇到這種題目。答案可能會出乎我們的意料。第一個為true，第二個為false。
這正是因為 Integer，用到了享元模式來複用物件，才導致了這樣的執行結果。當我們通過自動裝箱，也就是呼叫 valueOf() 來建立 Integer 物件的時候，如果要建立的 Integer 物件的值在 -128 到 127 之間，會從 IntegerCache 類中直接返回，否則才呼叫 new 方法建立。看程式碼更加清晰一些，Integer 類的 valueOf() 函式的具體程式碼如下所示：
```
//從這裡的原始碼我們能看到，當我們執行Integer i2 = 56;
//這行程式碼的時候。其實是通過自動裝箱機制，呼叫的valueOf。
//當資料在IntegerCache.low~IntegerCache.high之間的時候，我們是直接從快取中拿取的資料。
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
```
那這個IntegerCache是什麼呢？這個其實是Integer的內部類。
我們挑選重點程式碼來看看，原始碼如下：
```
/**
* Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
* -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
*
* The cache is initialized on first usage. The size of the cache
* may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=} option.
* During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
* may be set and saved in the private system properties in the
* sun.misc.VM class.
*/
private static class IntegerCache {
static final int low = -128; //快取的最小值
static final int high; //快取的最大值
static final Integer cache[]; //快取
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 >