结构型模式--享元模式【Flyweight Pattern】

男娘i 2023-08-17 17:10 125阅读 0赞

## 定义 ##

运用共享技术来有効地支持大量细粒度对象的复用。它通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量相似类的开销，从而提高系统资源的利用率。  
享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。

## 优缺点 ##

享元模式的主要优点是：  
相同对象只要保存一份，这降低了系统中对象的数量，从而降低了系统中细粒度对象给内存带来的压力。

其主要缺点是：

*  为了使对象可以共享，需要将一些不能共享的状态外部化，这将增加程序的复杂性。
 *  读取享元模式的外部状态会使得运行时间稍微变长。

## 使用场景 ##

1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。

## 享元模式的结构与实现 ##

### 享元模式中存在以下两种状态： ###

*  内部状态，即不会随着环境的改变而改变的可共享部分；
 *  外部状态，指随环境改变而改变的不可以共享的部分。享元模式的实现要领就是区分应用中的这两种状态，并将外部状态外部化。下面来分析其基本结构和实现方法。

### 模式的结构 ###

享元模式的主要角色有如下

*  抽象享元角色（Flyweight）:是所有的具体享元类的基类，为具体享元规范需要实现的公共接口，非享元的外部状态以参数的形式通过方法传入。
 *  具体享元（Concrete Flyweight）角色：实现抽象享元角色中所规定的接口。
 *  非享元（Unsharable Flyweight)角色：是不可以共享的外部状态，它以参数的形式注入具体享元的相关方法中。
 *  享元工厂（Flyweight Factory）角色：负责创建和管理享元角色。当客户对象请求一个享元对象时，享元工厂检査系统中是否存在符合要求的享元对象，如果存在则提供给客户；如果不存在的话，则创建一个新的享元对象。

## 类图 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3RoZWJpZ2RpcHBlcmJkeA_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 源码 ##

*  Flyweight

package com.pattern.flyweightpattern;
    
    /** * @author yanyugang * @description 抽象享元角色 * @date 2019-09-30 13:53 */
    public interface Flyweight { 
        void operation(UnsharedConcreteFlyweight state);
    }

*  ConcreteFlyweight

package com.pattern.flyweightpattern;
    
    /** * @author yanyugang * @description 具体享元角色 * @date 2019-09-30 13:55 */
    public class ConcreteFlyweight implements Flyweight { 
        private String key;
    
        ConcreteFlyweight(String key){ 
            this.key=key;
            System.out.println("具体享元" + key + "被创建！");
        }
    
        @Override
        public void operation(UnsharedConcreteFlyweight outState){ 
            System.out.print("具体享元" + key + "被调用，");
            System.out.println("非享元信息是:" + outState.getInfo());
        }
    }

*  UnsharedConcreteFlyweight

package com.pattern.flyweightpattern;
    
    /** * @author yanyugang * @description 非享元角色 * @date 2019-09-30 13:54 */
    public class UnsharedConcreteFlyweight { 
        private String info;
    
        UnsharedConcreteFlyweight(String info){ 
            this.info=info;
        }
    
        public String getInfo(){ 
            return info;
        }
    
        public void setInfo(String info){ 
            this.info=info;
        }
    }

*  FlyweightFactory

package com.pattern.flyweightpattern;
    
    import java.util.HashMap;
    
    /** * @author yanyugang * @description 享元工厂角色 * @date 2019-09-30 13:57 */
    public class FlyweightFactory { 
        // 用 HashMap 存储这些对象
        private HashMap<String, Flyweight> flyweights=new HashMap<>();
    
        public Flyweight getFlyweight(String key){ 
            Flyweight flyweight=(Flyweight) flyweights.get(key);
            if (flyweight!=null){ 
                System.out.println("具体享元" + key + "已经存在，被成功获取！");
            }else { 
                flyweight=new ConcreteFlyweight(key);
                flyweights.put(key, flyweight);
            }
            return flyweight;
        }
    }

*  FlyweightPatternTest

package com.pattern.flyweightpattern;
    
    /** * @author yanyugang * @description 客户端角色 * @date 2019-09-30 13:59 */
    public class FlyweightPatternTest { 
        public static void main(String[] args){ 
            FlyweightFactory factory=new FlyweightFactory();
            Flyweight f01=factory.getFlyweight("a");
            Flyweight f02=factory.getFlyweight("a");
            Flyweight f03=factory.getFlyweight("a");
            Flyweight f11=factory.getFlyweight("b");
            Flyweight f12=factory.getFlyweight("b");
            f01.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第1次调用a。"));
            f02.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第2次调用a。"));
            f03.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第3次调用a。"));
            f11.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第1次调用b。"));
            f12.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第2次调用b。"));
        }
    }

## JDK应用 ##

> 采用数组实现对象的缓存（作用： 使用缓存来加速大量小对象的访问时间）

*  java.lang.Integer\#valueOf(int)
 *  java.lang.Byte\#valueOf(byte)
 *  java.lang.Character\#valueOf(char c)
 *  java.lang.Short\#valueOf(short)
 *  java.lang.Long\#valueOf(long)

## 参考文档 ##

*  [享元模式（详解版）][Link 1]

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[Link 1]: http://c.biancheng.net/view/1371.html