二十三种设计模式-享元模式
享元模式(Flyweight Pattern)是一种结构型设计模式,旨在通过共享相同对象来减少内存使用,尤其适合在大量重复对象的情况下。
核心概念
享元模式的核心思想是将对象的**可共享部分(内部状态)提取出来进行共享,而将不可共享部分(外部状态)**通过参数传递。这种方式可以显著减少内存占用,提高性能。
角色组成
-
抽象享元(Flyweight)
定义了享元对象的接口,包含内部状态和外部状态的管理方法。 -
具体享元(Concrete Flyweight)
实现了抽象享元接口,存储和管理内部状态。 -
享元工厂(Flyweight Factory)
负责创建和管理享元对象,确保相同内部状态的对象只被创建一次。 -
非共享享元(Unshared Concrete Flyweight)
不共享的部分,存储每个对象独立的状态。
应用场景
享元模式适用于以下场景:
-
大量相似对象的创建:当系统中存在大量相似对象,且这些对象占用大量内存时。
-
对象的共享性较强:对象的某些部分可以共享(如颜色、字体),而某些部分是特有的(如位置、大小)。
-
缓存场景:如数据库连接池、线程池等,通过共享技术减少内存占用。
优点
-
节省内存:通过共享对象,减少了内存中对象的数量。
-
提高性能:减少了对象创建和销毁的开销。
-
易于扩展:新的享元对象可以方便地加入系统。
缺点
-
实现复杂:需要维护共享对象的管理机制,增加了系统的复杂性。
-
线程安全问题:在多线程环境下,需要确保共享对象的线程安全。
实现示例
以下是一个简单的Java实现示例:
// 抽象享元类
interface Flyweight {void operation(String extrinsicState);
}// 具体享元类
class ConcreteFlyweight implements Flyweight {private String intrinsicState;public ConcreteFlyweight(String intrinsicState) {this.intrinsicState = intrinsicState;}@Overridepublic void operation(String extrinsicState) {System.out.println("Intrinsic State: " + intrinsicState + ", Extrinsic State: " + extrinsicState);}
}// 享元工厂类
class FlyweightFactory {private Map<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();public Flyweight getFlyweight(String intrinsicState) {if (!flyweights.containsKey(intrinsicState)) {flyweights.put(intrinsicState, new ConcreteFlyweight(intrinsicState));}return flyweights.get(intrinsicState);}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();Flyweight flyweight1 = factory.getFlyweight("A");Flyweight flyweight2 = factory.getFlyweight("B");Flyweight flyweight3 = factory.getFlyweight("A");flyweight1.operation("ClientState1");flyweight2.operation("ClientState2");flyweight3.operation("ClientState3");}
}
运行结果:
Intrinsic State: A, Extrinsic State: ClientState1
Intrinsic State: B, Extrinsic State: ClientState2
Intrinsic State: A, Extrinsic State: ClientState3
从输出可以看出,享元模式成功地实现了对相同对象的复用。
注意事项
-
合理划分内部状态和外部状态:内部状态存储在对象内部,外部状态通过参数传递。
-
享元对象的不可变性:享元对象应为不可变对象,避免线程安全问题。
-
权衡利弊:享元模式虽然可以节省内存,但会增加系统的复杂性。需要根据具体场景权衡是否使用。
享元模式在实际项目中广泛应用于需要优化内存使用和提高性能的场景,如缓存系统、图形界面、文本编辑器等。
享元模式(Flyweight Pattern)适用于以下具体场景:
1. 大量相似对象的场景
当系统中存在大量相似对象时,可以使用享元模式来减少内存占用。例如:
-
文本编辑器中的字符对象:文本编辑器中大量重复出现的字符对象可以使用享元模式来共享。每个字符对象的字体、大小等内部状态可以共享,而位置、颜色等外部状态则由客户端管理。
-
围棋棋子:在围棋程序中,黑色和白色棋子可以共享,而棋子的位置则作为外部状态。
-
象棋棋子:象棋程序中,棋子的颜色(黑色或白色)可以共享,而棋子的位置则作为外部状态。
2. 缓存场景
享元模式可以用于实现缓存,特别是在需要频繁访问、计算成本高昂的数据时。通过共享已计算好的数据,可以提高系统的性能。
3. 数据库连接池和线程池
在数据库连接池和线程池中,享元模式可以用于共享可用的连接或线程对象,避免频繁地创建和销毁,从而提高系统性能。
4. 图形处理和游戏开发
-
图形对象共享:在图形处理中,例如绘制大量相似的圆形、矩形等图形对象时,可以通过享元模式共享图形的内部状态(如颜色、大小等),而将位置等外部状态传递给具体对象。
-
在线游戏中的角色属性:游戏中大量玩家角色的不变属性(如名称、等级、经验值等)可以共享,而装备、技能等级等可变属性则单独存储。
5. 大数据处理
在处理大量数据时,可能会存在大量的重复对象,如图像处理中的像素点、文本处理中的单词等。通过享元模式可以减少内存消耗和提高处理速度。
6. 性能和内存瓶颈问题
当应用程序遇到性能瓶颈,尤其是在内存使用上,享元模式可以通过复用对象来减轻内存压力。
7. 字符串常量池
Java中的字符串常量池是享元模式的一个经典应用。字符串常量池通过共享相同的字符串对象,减少了内存占用。
总结
享元模式适用于需要优化内存使用和提高性能的场景,特别是在系统中存在大量相似对象、对象创建和销毁成本较高、以及需要频繁访问和共享数据的情况下。然而,享元模式也会增加系统的复杂性,需要合理权衡其优缺点。
相关文章:
二十三种设计模式-享元模式
享元模式(Flyweight Pattern)是一种结构型设计模式,旨在通过共享相同对象来减少内存使用,尤其适合在大量重复对象的情况下。 核心概念 享元模式的核心思想是将对象的**可共享部分(内部状态)提取出来进行共…...
算法【有依赖的背包】
有依赖的背包是指多个物品变成一个复合物品(互斥),每件复合物品不要和怎么要多种可能性展开。时间复杂度O(物品个数 * 背包容量),额外空间复杂度O(背包容量)。 下面通过题目加深理解。 题目一 测试链接:[NOIP2006 提…...

A7. Jenkins Pipeline自动化构建过程,可灵活配置多项目、多模块服务实战
服务容器化构建的环境配置构建前需要解决什么下面我们带着问题分析构建的过程:1. 如何解决jenkins执行环境与shell脚本执行环境不一致问题?2. 构建之前动态修改项目的环境变量3. 在通过容器打包时避免不了会产生比较多的不可用的镜像资源,这些资源要是不及时删除掉时会导致服…...

飞牛NAS新增虚拟机功能,如果使用虚拟机网卡直通安装ikuai软路由(如何解决OVS网桥绑定失败以及打开ovs后无法访问飞牛nas等问题)
文章目录 📖 介绍 📖🏡 演示环境 🏡📒 飞牛NAS虚拟机安装爱快教程 📒🛠️ 前期准备🌐 网络要求💾 下载爱快镜像🚀 开始安装💻 开启IOMMU直通🌐 配置网络🚨 解决OVS网桥绑定失败以及打开ovs后无法访问飞牛nas等问题➕ 创建虚拟机🎯 安装ikuai💻 进…...
蓝桥杯例题四
每个人都有无限潜能,只要你敢于去追求,你就能超越自己,实现梦想。人生的道路上会有困难和挑战,但这些都是成长的机会。不要被过去的失败所束缚,要相信自己的能力,坚持不懈地努力奋斗。成功需要付出汗水和努…...

八股——Java基础(四)
目录 一、泛型 1. Java中的泛型是什么 ? 2. 使用泛型的好处是什么? 3. Java泛型的原理是什么 ? 什么是类型擦除 ? 4.什么是泛型中的限定通配符和非限定通配符 ? 5. List和List 之间有什么区别 ? 6. 可以把List传递给一个接受List参数的方法吗? 7. Arra…...

CVE-2023-38831 漏洞复现:win10 压缩包挂马攻击剖析
目录 前言 漏洞介绍 漏洞原理 产生条件 影响范围 防御措施 复现步骤 环境准备 具体操作 前言 在网络安全这片没有硝烟的战场上,新型漏洞如同隐匿的暗箭,时刻威胁着我们的数字生活。其中,CVE - 2023 - 38831 这个关联 Win10 压缩包挂…...

【自然语言处理(NLP)】深度循环神经网络(Deep Recurrent Neural Network,DRNN)原理和实现
文章目录 介绍深度循环神经网络(DRNN)原理和实现结构特点工作原理符号含义公式含义 应用领域优势与挑战DRNN 代码实现 个人主页:道友老李 欢迎加入社区:道友老李的学习社区 介绍 **自然语言处理(Natural Language Pr…...
Linux 命令之技巧(Tips for Linux Commands)
Linux 命令之技巧 简介 Linux 是一种免费使用和自由传播的类Unix操作系统,其内核由林纳斯本纳第克特托瓦兹(Linus Benedict Torvalds)于1991年10月5日首次发布。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想,是一个性能稳定的多用户…...

【文星索引】搜索引擎项目测试报告
目录 一、项目背景二、 项目功能2.1 数据收集与索引2.2 API搜索功能2.3 用户体验与界面设计2.4 性能优化与维护 三、测试报告3.1 功能测试3.2 界面测试3.3 性能测试3.4 兼容性测试3.5 自动化测试 四、测试总结4.1 功能测试方面4.2 性能测试方面4.3 用户界面测试方面 一、项目背…...

低代码系统-产品架构案例介绍、轻流(九)
轻流低代码产品定位为零代码产品,试图通过搭建来降低企业成本,提升业务上线效率。 依旧是从下至上,从左至右的顺序 名词概述运维层底层系统运维层,例如上线、部署等基础服务体系内置的系统能力,发消息、组织和权限是必…...

二叉树(补充)
二叉树 1.二叉树的基本特性2.堆2.1.堆的基本概念2.2.堆的实现2.2.1.基本结构2.2.2.堆的初始化 2.2.3.堆的销毁2.2.4.堆的插入2.2.5.取出堆顶的数据2.2.6.堆的删除2.2.7.堆的判空2.2.8.堆的数据个数2.2.9.交换2.2.10.打印堆数据2.2.11.堆的创建2.2.12.堆排序 1.二叉树的基本特性…...
(DM)达梦数据库基本操作(持续更新)
1、连接达梦数据库 ./disql 用户明/"密码"IP端口或者域名 2、进入某个模式(数据库,因达梦数据库没有库的概念,只有模式,可以将模式等同于库) set schema 库名; 3、查表结构; SELECT COLUMN_NAM…...
CRM 微服务
文章目录 项目地址一、项目地址 教程作者:教程地址:代码仓库地址:所用到的框架和插件:dbt airflow一、 用户与认证服务 主要功能: 用户注册、登录、注销。 认证(OAuth、JWT 等)。 权限和角色管理(RBAC/ABAC)。 单点登录(SSO)。 技术亮点: 集成第三方身份认证(如 …...

AI软件外包需要注意什么 外包开发AI软件的关键因素是什么 如何选择AI外包开发语言
1. 定义目标与需求 首先,要明确你希望AI智能体做什么。是自动化任务、数据分析、自然语言处理,还是其他功能?明确目标可以帮助你选择合适的技术和方法。 2. 选择开发平台与工具 开发AI智能体的软件时,你需要选择适合的编程语言、…...

DBSyncer开源数据同步中间件
一、简介 DBSyncer(英[dbsɪŋkɜː(r)],美[dbsɪŋkɜː(r) 简称dbs)是一款开源的数据同步中间件,提供MySQL、Oracle、SqlServer、PostgreSQL、Elasticsearch(ES)、Kafka、File、SQL等同步场景。支持上传插件自定义同步转换业务,提供监控全量…...

< OS 有关 > 阿里云 几个小时前 使用密钥替换 SSH 密码认证后, 发现主机正在被“攻击” 分析与应对
信息来源: 文件:/var/log/auth.log 因为在 sshd_config 配置文件中,已经定义 LogLevel INFO 部分内容: 2025-01-27T18:18:55.68272708:00 jpn sshd[15891]: Received disconnect from 45.194.37.171 port 58954:11: Bye Bye […...

react-bn-面试
1.主要内容 工作台待办 实现思路: 1,待办list由后端返回,固定需要的字段有id(查详细)、type(本条待办的类型),还可能需要时间,状态等 2,一个集中处理待办中转路由页,所有待办都跳转到这个页面…...

1. Java-MarkDown文件创建-工具类
Java-MarkDown文件创建-工具类 1. 思路 根据markdown语法,拼装markdown文本内容 2. 工具类 import java.util.Arrays; import java.util.List;/*** Markdown生成工具类* Author: 20004855* Date: 2021/1/15 16:00*/ public class MarkdownGenerator {private Str…...

全连接神经网络(前馈神经网络)
一、全连接神经网络介绍 在多层神经网络中, 第 N 层的每个神经元都分别与第 N-1 层的神经元相互连接。 1、神经元 这个神经元接收的输入信号为向量 , 向量为输入向量的组合权重, 为偏置项, 是一个标量。 神经元的作用是对输入向…...
基于算法竞赛的c++编程(28)结构体的进阶应用
结构体的嵌套与复杂数据组织 在C中,结构体可以嵌套使用,形成更复杂的数据结构。例如,可以通过嵌套结构体描述多层级数据关系: struct Address {string city;string street;int zipCode; };struct Employee {string name;int id;…...

基于距离变化能量开销动态调整的WSN低功耗拓扑控制开销算法matlab仿真
目录 1.程序功能描述 2.测试软件版本以及运行结果展示 3.核心程序 4.算法仿真参数 5.算法理论概述 6.参考文献 7.完整程序 1.程序功能描述 通过动态调整节点通信的能量开销,平衡网络负载,延长WSN生命周期。具体通过建立基于距离的能量消耗模型&am…...
三维GIS开发cesium智慧地铁教程(5)Cesium相机控制
一、环境搭建 <script src"../cesium1.99/Build/Cesium/Cesium.js"></script> <link rel"stylesheet" href"../cesium1.99/Build/Cesium/Widgets/widgets.css"> 关键配置点: 路径验证:确保相对路径.…...

Cilium动手实验室: 精通之旅---20.Isovalent Enterprise for Cilium: Zero Trust Visibility
Cilium动手实验室: 精通之旅---20.Isovalent Enterprise for Cilium: Zero Trust Visibility 1. 实验室环境1.1 实验室环境1.2 小测试 2. The Endor System2.1 部署应用2.2 检查现有策略 3. Cilium 策略实体3.1 创建 allow-all 网络策略3.2 在 Hubble CLI 中验证网络策略源3.3 …...
OkHttp 中实现断点续传 demo
在 OkHttp 中实现断点续传主要通过以下步骤完成,核心是利用 HTTP 协议的 Range 请求头指定下载范围: 实现原理 Range 请求头:向服务器请求文件的特定字节范围(如 Range: bytes1024-) 本地文件记录:保存已…...

第一篇:Agent2Agent (A2A) 协议——协作式人工智能的黎明
AI 领域的快速发展正在催生一个新时代,智能代理(agents)不再是孤立的个体,而是能够像一个数字团队一样协作。然而,当前 AI 生态系统的碎片化阻碍了这一愿景的实现,导致了“AI 巴别塔问题”——不同代理之间…...
Java 二维码
Java 二维码 **技术:**谷歌 ZXing 实现 首先添加依赖 <!-- 二维码依赖 --><dependency><groupId>com.google.zxing</groupId><artifactId>core</artifactId><version>3.5.1</version></dependency><de…...

SAP学习笔记 - 开发26 - 前端Fiori开发 OData V2 和 V4 的差异 (Deepseek整理)
上一章用到了V2 的概念,其实 Fiori当中还有 V4,咱们这一章来总结一下 V2 和 V4。 SAP学习笔记 - 开发25 - 前端Fiori开发 Remote OData Service(使用远端Odata服务),代理中间件(ui5-middleware-simpleproxy)-CSDN博客…...
Python Einops库:深度学习中的张量操作革命
Einops(爱因斯坦操作库)就像给张量操作戴上了一副"语义眼镜"——让你用人类能理解的方式告诉计算机如何操作多维数组。这个基于爱因斯坦求和约定的库,用类似自然语言的表达式替代了晦涩的API调用,彻底改变了深度学习工程…...

基于PHP的连锁酒店管理系统
有需要请加文章底部Q哦 可远程调试 基于PHP的连锁酒店管理系统 一 介绍 连锁酒店管理系统基于原生PHP开发,数据库mysql,前端bootstrap。系统角色分为用户和管理员。 技术栈 phpmysqlbootstrapphpstudyvscode 二 功能 用户 1 注册/登录/注销 2 个人中…...