C#设计模式：享元模式（Flyweight Pattern）

一，什么是享元模式？

享元模式（Flyweight Pattern）:采用共享技术来避免大量拥有相同内容对象的开销，主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能

1,根本的思路就是对象的重用
2,根本的实现逻辑就是简单工厂+静态缓存

二，如下代码

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using static FlyWeightPattern.FlyweightFactory;

namespace FlyWeightPattern
{

    ///享元模式（FlyWeight）:采用共享技术来避免大量拥有相同内容对象的开销
    //　当我们项目中创建很多对象，而且这些对象存在许多相同模块，这时，我们可以将这些相同的模块提取出来采用享元模式生成单一对象，再使用这个对象与之前的诸多对象进行配合使用，这样无疑会节省很多空间。
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ////相同对象执行时,这样减少创建对象的开销,
            //for (int i = 0; i < 5; i++)
            //{
            //    Chinese ch = FlyweightFactory.GetChineseObject("中文");
            //    ch.Say();
            //}

            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Task.Run(()=> {
                    People ch = FlyweightFactory.GetChineseObject(LanguageType.Chinese);
                    ch.Say();
                });
            }
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Task.Run(() => {
                    People usa = FlyweightFactory.GetChineseObject(LanguageType.USA);
                    usa.Say();
                });
            }
        }
    }
    public abstract class People
    {
        public abstract void Say();
    }
    public class Chinese : People
    {
        public Chinese()
        {
            Console.WriteLine($"{this.GetType().Name}被创建了");
        }
        public override void Say()
        {
            Console.WriteLine("中国人说：你好");
        }
    }
    public class USA : People
    {
        public USA()
        {

            Console.WriteLine($"{this.GetType().Name}被创建了");
        }
        public override void Say()
        {
            Console.WriteLine("USA：Hello");
        }
    }
}

FlyweightFactory

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace FlyWeightPattern
{
    /// <summary>
    /// 1,根本的思路就是对象的重用
    /// 2,根本的实现逻辑就是简单工厂+静态缓存
    /// </summary>
    public class FlyweightFactory
    {
        private static Dictionary<LanguageType, People> dic = new Dictionary<LanguageType, People>(); //定义字典来保存不同的变量，相同的则取出
        public static object dic_Lock = new object();
        public static People GetChineseObject(LanguageType Language)
        {
            People people = null;
            if (!dic.ContainsKey(Language)) //先判空，多并发不需要排序
            {
                lock (dic_Lock) ///线程锁，当多线程并发时，如果没有lock或造成dic2已经存在KEY的错误
                {
                    if (!dic.ContainsKey(Language))   //定义字典来保存不同的变量，相同的则取出
                    {
                        switch (Language)
                        {
                            case LanguageType.Chinese:
                                people = new Chinese();
                                break;
                            case LanguageType.USA:
                                people = new USA();
                                break;
                        }
                        dic.Add(Language, people);             //我们将新创建的对象存储到缓存中
                    }
                }
            }
            return dic[Language];
        }
        public enum LanguageType
        {
            Chinese,
            USA,
        }
    }
}

 在多并发时的享元模式如果没有加锁的判断会出下一下的问题，字典的KEY冲突

 

三，我们解析下亨元模式代码设计思路

1，围绕减少相同对象的创建设计使我们代码设计的核心

2，判定对象是否存在，如果存在则取出，否则就创建，这样避免对象的重复，我们通过Key来实现唯一性

 四，string的享元模式详解

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace StringDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string str = "May";
            string str1 = "May";
            ///object.ReferenceEquals这个方法是判断内存地址是否相等
            ///根据string本身的定义，string在赋值的时候，会主动开辟一块不一样的内存空间，但是这里输出True
            ///原因：string 是使用享元模式，在赋值的时候会去堆中查找看是否存在May，如果存在str1就指向该堆中的内存地址，这是CLR内存分配机制决定的，字符串的享元是全局的，不是局部的
            Console.Write(object.ReferenceEquals(str,str1));  

            str = "June";
            ///按引用类型来理解，str1输出的应该是June，但是结果这里输出的是May，值不变
            ///原因：根据string本身的定义，string在赋值的时候，字符串的不可变性， str = "June"等于重新new一个string,会主动开辟一块不一样的内存空间
            Console.WriteLine(str1);

            string str3 = string.Format("M{0}","ay");
            ///这里输出false,因为str3在初始化中还不知道是不是May字符串，所以开辟了一块新的内存，这里不是享元模式了
            Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(str,str3));

            string str4 = "M";
            string str5 =str4+ "ay";
            ///这里输出false
            Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(str,str5));

            string str6 = "M" + "ay";
            ///这里输出True
            ///原因："M" + "ay"在编译过程中，编译器自动编译成"May", 所以输出的是True
            Console.WriteLine(object.ReferenceEquals(str, str6));

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

1，String 使用了享元模式初始化，比如我们定义两个string 都赋值是may，按道理来说string都是重新开辟内存空间的，
2，我们用判断内存地址去判断两个值得内存地址是一样的，原因是string 初始化时去判断堆中是否有may 了，
3，享元模式的原理，字符串享元是全局的，不是局部的，在一个进程中，只有一个堆，所以指向同一个地址的字符串是一样的