Java设计模式——享元模式

⚪享元模式（Flyweight）是一种结构型设计模式，这个模式通过将对象的一部分状态外部化，使得多个对象可以共享相同的状态，从而减少了内存消耗。

⚪意图：通过共享对象来减少内存和性能开销，特别是在有大量相似对象需要创建的情况下。

⚪以下是工厂方法模式的关键要点：

▷ 角色和责任：

享元接口（Flyweight）： 定义了享元对象的接口，通常包括一个设置外部状态的方法。
具体享元（ConcreteFlyweight）： 实现了享元接口，包括了内部状态和一部分外部状态。具体享元对象必须是可共享的。
非共享具体享元（UnsharedConcreteFlyweight）： 并非所有的享元对象都可以被共享，非共享具体享元包含了不能被共享的外部状态。
享元工厂（FlyweightFactory）： 负责管理享元对象的创建和共享，通常包括一个享元池用于存储已经创建的享元对象。

▷ 工作流程：

客户端通过享元工厂请求一个享元对象。
如果该享元对象已存在于享元池中，则返回现有的对象。
如果对象不存在，则享元工厂创建一个新的享元对象，并将其存储在享元池中。
客户端使用享元对象，可能会设置一些外部状态。
因为相同的享元对象在享元池中是共享的，所以可以被多个客户端同时使用。

▷ 示例

// 享元接口
public interface Font {
    void render(String text);
}

// 具体享元
public class ConcreteFont implements Font {
    private String name;

    public ConcreteFont(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void render(String text) {
        System.out.println("Rendering text '" + text + "' with font " + name);
    }
}

// 享元工厂
public class FontFactory {
    private Map<String, Font> fontMap = new HashMap<>();

    public Font getFont(String name) {
        Font font = fontMap.get(name);

        if (font == null) {
            font = new ConcreteFont(name);
            fontMap.put(name, font);
        }

        return font;
    }
}

// 客户端代码
public class TextEditorClient {
    public static void main(String[] args) {
        FontFactory fontFactory = new FontFactory();

        Font font1 = fontFactory.getFont("Arial");
        Font font2 = fontFactory.getFont("Times New Roman");
        Font font3 = fontFactory.getFont("Arial");

        // font1 和 font3 实际上是相同的享元对象，它们共享相同的内部状态
        // font2 是另一个享元对象，因为它的内部状态不同

        font1.render("Hello, world!");
        font2.render("This is a test.");
        font3.render("Flyweight pattern.");
    }
}

⚪适用性

一个应用程序使用了大量的对象。
完全由于使用大量的对象，造成很大的存储开销
对象的大多数状态都可变为外部状态。
如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象。
应用程序不依赖于对象标识。由于 Flyweight 对象可以被共享，所以对于概念上明显有别的对象，标识测试将返回真值。

⚪应用场景

文本编辑器：在文本编辑器中，每个字符可以看作是一个字体和大小不同的文本对象。为了节省内存，可以使用享元模式来共享相同字体和大小的字符对象。
游戏开发：在游戏中，角色、道具、粒子效果等可以大量存在，但具有相似的属性。享元模式可以用于共享这些相似对象的状态，从而减少内存占用。
图形系统：在图形系统中，绘制大量相同形状、颜色的图形对象时，可以使用享元模式来共享相同的图形状态。
线程池：线程池中的线程对象可以看作是享元对象。线程池可以共享和管理这些线程对象，从而降低线程的创建和销毁开销。

⚪实际已有场景

字符串池：Java 中的字符串常量池是享元模式的一个实际应用。相同的字符串常量在内存中只保存一份，多个字符串变量可以共享相同的字符串对象。
连接池：数据库连接池和连接池中的连接对象也可以被看作享元对象。连接池管理和共享连接对象，避免了频繁创建和销毁连接的开销。
Bean 对象管理：在 Spring IoC 容器中，Bean 对象的创建和管理可以被视为享元模式的一种实现。Spring 容器管理着一组共享的 Bean 定义，当需要时，它们可以被实例化和共享。
连接池：虽然连接池通常与数据库操作相关，但在 Spring 中也有广泛的应用。Spring 框架提供了对连接池的支持，例如通过使用 DataSource 来管理数据库连接，以便在应用程序中共享和重复使用连接对象。

posted @ 2023-10-04 10:06 xiaogh 阅读(153) 评论(0) 收藏举报

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