小谈设计模式(27)—享元模式
小谈设计模式(27)—享元模式
- 专栏介绍
 - 专栏地址
 - 专栏介绍
 
- 享元模式
 - 模式结构分析
 - 享元工厂(FlyweightFactory)
 - 享元接口(Flyweight)
 - 具体享元(ConcreteFlyweight)
 - 非共享具体享元(UnsharedConcreteFlyweight)
 - 客户端(Client)
 
- 工作原理
 - 1
 - 2
 - 3
 
- 适用场景
 - 1
 - 2
 - 3
 
- 优缺点分析
 - 优点
 - 减少内存使用
 - 提高性能
 - 简化对象结构
 
- 缺点:
 - 对象共享可能导致线程安全问题
 - 需要额外的管理机制
 
- Java程序示例
 - 程序分析
 
专栏介绍
专栏地址
http://t.csdnimg.cn/VpriY
专栏介绍
主要对目前市面上常见的23种设计模式进行逐一分析和总结,希望有兴趣的小伙伴们可以看一下,会持续更新的。希望各位可以监督我,我们一起学习进步,加油,各位。
 
享元模式
享元模式(Flyweight Pattern)是一种结构型设计模式,它通过共享对象来减少内存使用和提高性能。在享元模式中,共享的对象被称为享元(Flyweight),而非共享的对象被称为外部状态(Extrinsic State)。
 
模式结构分析
享元工厂(FlyweightFactory)
负责创建和管理享元对象。它维护一个享元池(Flyweight Pool),用于存储已经创建的享元对象。
享元接口(Flyweight)
声明共享对象的方法,可以接收外部状态作为参数。
具体享元(ConcreteFlyweight)
实现享元接口,实现共享对象的方法。具体享元对象可以被共享和重用。
非共享具体享元(UnsharedConcreteFlyweight)
不可共享的具体享元对象,通常不会被其他对象使用。
客户端(Client)
使用享元模式的对象。它通过享元工厂获取享元对象,并将外部状态传递给享元对象。
 
工作原理
1
在客户端需要使用享元对象时,首先通过享元工厂获取对象。如果对象已经存在于享元池中,则直接返回该对象;否则,创建一个新的享元对象并加入到享元池中。
2
客户端将外部状态作为参数传递给享元对象,享元对象根据外部状态进行处理,完成相应的操作。
3
客户端可以同时使用多个享元对象,每个对象都可以接收不同的外部状态。
适用场景
1
系统中存在大量相似对象,且这些对象可以共享部分内部状态。
2
对象的创建和销毁频繁,且创建和销毁对象的代价较大。
3
对象的内部状态可以被外部状态替代,且外部状态可以在对象被创建之后进行修改。
 
优缺点分析
优点
减少内存使用
通过共享对象,减少系统中的对象数量,从而减少内存的使用。
提高性能
通过共享对象,减少对象的创建和销毁次数,提高系统的性能。
简化对象结构
将对象的内部状态和外部状态分离,简化对象的结构。
缺点:
对象共享可能导致线程安全问题
如果多个线程同时访问共享对象,并修改其外部状态,可能会导致线程安全问题。
需要额外的管理机制
为了确保对象的共享和重用,需要额外的管理机制来维护享元池,增加了系统的复杂性。
 
Java程序示例
// 享元接口
public interface Flyweight {void operation(String externalState);
}// 具体享元
public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {private String internalState;public ConcreteFlyweight(String internalState) {this.internalState = internalState;}@Overridepublic void operation(String externalState) {System.out.println("Internal state: " + internalState);System.out.println("External state: " + externalState);}
}// 享元工厂
public class FlyweightFactory {private Map<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();public Flyweight getFlyweight(String key) {if (flyweights.containsKey(key)) {return flyweights.get(key);} else {Flyweight flyweight = new ConcreteFlyweight(key);flyweights.put(key, flyweight);return flyweight;}}
}// 客户端
public class Client {public static void main(String[] args) {FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();Flyweight flyweight1 = factory.getFlyweight("key1");flyweight1.operation("state1");Flyweight flyweight2 = factory.getFlyweight("key2");flyweight2.operation("state2");Flyweight flyweight3 = factory.getFlyweight("key1");flyweight3.operation("state3");}
}
 
程序分析
在上述示例中,享元模式通过共享具有相同内部状态的对象来减少内存使用。FlyweightFactory负责创建和管理享元对象,ConcreteFlyweight实现了享元接口,并可以被共享和重用。客户端通过享元工厂获取享元对象,并将外部状态作为参数传递给享元对象。
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