专栏介绍
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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; } @Override public 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。