GOF23设计模式之享元模式（flyweight）

今天药忘吃喽~ 2023-10-06 09:47 1阅读 0赞

#### 一、享元模式概述 ####

内存属于稀缺资源，不要随便浪费。如果有很多个完全相同或相似的对象，可以通过享元模式，节省内存。

**　　享元模式核心：**

（1）享元模式可以共享的、方式高效的支持大量细粒度对象的重用；

（2）享元对象能做到共享的关键是区分了内部状态和外部状态：

① 内部状态：可以共享，不会随环境变化而改变

② 外部状态：不能共享，会随环境变化而改变

#### 二、享元模式实现 ####

（1）FlyWeightFactory享元工厂类

创建并管理享元对象，享元池一般设计成键值对。

（2）FlyWeight抽象享元类

通常是一个接口，声明公共方法，这些方法可以向外界提供对象的内部状态，设置外部状态。

（3）ConcreteFlyWeight具体享元类

内部状态提供成员变量进行存储。

（4）UnShareConcreteFlyWeight非共享享元类

不能被共享的子类可以设计成非共享享元类。

#### 三、元模式场景导入示例代码 ####

场景：围棋中每一个棋子都是一个对象。棋子有如下属性：

颜色 状态 大小（这些是可以共享的）称之为：内部状态

位置（这是不可以共享的）称之为：外部状态

1 /**
     2  * 抽象享元类FlyWeight
     3  * @author CL
     4  *
     5  */
     6 public interface ChessFlyWeight {
     7     void setColor(String color);
     8     String getColor();
     9     void display(Coordinate c);
    10 }
    11 
    12 /**
    13  * ConcreteFlyWeight具体享元类
    14  * 内部状态
    15  * @author CL
    16  *
    17  */
    18 class ConcreteChess implements ChessFlyWeight {
    19 
    20     private String color;
    21     
    22     public ConcreteChess(String color) {
    23         this.color = color;
    24     }
    25 
    26     @Override
    27     public void setColor(String color) {
    28         this.color = color;
    29     }
    30 
    31     @Override
    32     public String getColor() {
    33         return color;
    34     }
    35 
    36     @Override
    37     public void display(Coordinate c) {
    38         System.out.println("棋子的颜色： "+color);
    39         System.out.println("棋子的位置： ["+c.getX()+","+c.getY()+"]");
    40     }
    41     
    42 }

1 import java.util.HashMap;
     2 import java.util.Map;
     3 
     4 /**
     5  * 享元工厂类
     6  * @author CL
     7  *
     8  */
     9 public class ChessFlyWeightFactory {
    10     //享元池
    11     private static Map<String, ChessFlyWeight> map = 
    12             new HashMap<String, ChessFlyWeight>();;
    13 
    14     public static ChessFlyWeight getChess(String color) {
    15         if (map.get(color) != null) {
    16             return map.get(color);
    17         } else {
    18             ChessFlyWeight cfw = new ConcreteChess(color);
    19             map.put(color, cfw);
    20             return cfw;
    21         }
    22     }
    23     
    24 }

1 /**
     2  * 外部状态
     3  *     UnShareFlyWeight非共享享元类
     4  * @author CL
     5  *
     6  */
     7 public class Coordinate {
     8     private int x, y;
     9 
    10     public Coordinate(int x, int y) {
    11         this.x = x;
    12         this.y = y;
    13     }
    14 
    15     public int getX() {
    16         return x;
    17     }
    18 
    19     public void setX(int x) {
    20         this.x = x;
    21     }
    22 
    23     public int getY() {
    24         return y;
    25     }
    26 
    27     public void setY(int y) {
    28         this.y = y;
    29     }
    30 }

测试：

1 /**
     2  * 测试享元模式
     3  * @author CL
     4  *
     5  */
     6 public class Client {
     7     
     8     public static void main(String[] args) {
     9         ChessFlyWeight c1 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
    10         ChessFlyWeight c2 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
    11         System.out.println(c1);
    12         System.out.println(c2);    //c1 和 c2 是同一对象
    13         
    14         System.out.println("--------------------");
    15         c1.display(new Coordinate(10, 10));
    16         c2.display(new Coordinate(20, 20));
    17     }
    18 
    19 }

控制台输出：

com.caolei.flyweight.ConcreteChess@759ebb3d
    com.caolei.flyweight.ConcreteChess@759ebb3d
    --------------------
    棋子的颜色： 黑色
    棋子的位置： [10,10]
    棋子的颜色： 黑色
    棋子的位置： [20,20]

#### 四、享元模式优缺点 ####

**优点：**

（1）极大的减少内存中对象的数量；

（2）相同或相似对象内存中只存一份，极大的节约资源，提高系统性能；

（3）外部状态相对独立，不影响内部状态。

**缺点：**

（1）模式较复杂，使程序逻辑复杂化；

（2）为了节省内存，共享了内部状态，分离出外部状态，而读取外部状态使运行时间较长，用时间换空间。

#### 五、享元模式常见开发应用场景 ####

（1）享元模式由于其共享的特性，可以在任何“池”中操作，比如：线程池、数据库连接池；

（2）String类的设计也是享元模式；

（3）…………