设计模式-享元模式(Flyweight Pattern)

享元模式

定义

Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently.
使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。

类型
结构型。

适用场景

  • 在对象(相同或相似的对象)足够多的时候,而创建这些对象造成了很大的系统开销时,应该考虑使用享元模式。
  • 享元有被频繁使用的场景,才有使用享元模式的价值,因为,在使用享元模式的时候需要维护一个所有已经存在的享元的key-value数据结构,如HashMap(线程不安全)等,这本身也是需要消耗系统资源的,相当于以空间换时间。

优点

  • 通过共享对象节约了内存资源,降低了性能消耗。
  • 享元模式的外部状态相对独立,而且不会影响其内部状态,从而使得享元对象可以在不同的环境中被共享。

缺点

  • 享元模式需要维护一个记录了系统已有的所有享元的列表,这本身也需要消耗资源,在每一次使用享元使都需要进行一次查找,这降低了程序的运行效率。
  • 享元模式使得系统更加复杂,需要分离出内部状态和外部状态,这使得程序的逻辑复杂化。

内部状态与外部状态
在享元对象内部并且不会随环境的改变而改变的共享部分,可以称为是享元对象的内部状态,而随环境改变而改变的、不可以共享的状态就是外部状态了,当然享元是可以没有内部状态的,而外部状态最好由客户代码或者第三方类托管。

例子
Employee接口,抽象享元角色。

package com.kaven.design.pattern.structural.flyweight;

public interface Employee {
    void report();
}

EmployeeFactory类,享元工厂。

package com.kaven.design.pattern.structural.flyweight;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class EmployeeFactory {
    private static final Map<String , Employee> EMPLOYEE_MAP = new HashMap<String, Employee>();

    public static Employee getManager(String department){
        Manager manager = (Manager) EMPLOYEE_MAP.get(department);
        if(manager == null){
            manager = new Manager(department);
            System.out.println("创建部门经理:"+department);
            String reportContent = department+"部门汇报:此次报告的主要内容是......";
            manager.setReportContent(reportContent);
            System.out.println(" 创建报告:"+reportContent);
            EMPLOYEE_MAP.put(department , manager);
        }
        return manager;
    }
}

Manager类,具体享元角色,实现了Employee接口。

package com.kaven.design.pattern.structural.flyweight;

public class Manager implements Employee {
    public void report() {
        System.out.println(reportContent);
    }
    private String department;
    private String reportContent;

    public void setReportContent(String reportContent) {
        this.reportContent = reportContent;
    }

    public Manager(String department) {
        this.department = department;
    }
}

应用层代码:

package com.kaven.design.pattern.structural.flyweight;

public class Test {
    private static final String departments[] = {"RD","QA","PM","BD"};

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String department = departments[(int)(Math.random() * departments.length)];
            Manager manager = (Manager) EmployeeFactory.getManager(department);
            manager.report();
        }
    }
}

输出:

创建部门经理:RD
 创建报告:RD部门汇报:此次报告的主要内容是......
RD部门汇报:此次报告的主要内容是......
创建部门经理:BD
 创建报告:BD部门汇报:此次报告的主要内容是......
BD部门汇报:此次报告的主要内容是......
创建部门经理:PM
 创建报告:PM部门汇报:此次报告的主要内容是......
PM部门汇报:此次报告的主要内容是......
PM部门汇报:此次报告的主要内容是......
创建部门经理:QA
 创建报告:QA部门汇报:此次报告的主要内容是......
QA部门汇报:此次报告的主要内容是......
QA部门汇报:此次报告的主要内容是......
QA部门汇报:此次报告的主要内容是......
QA部门汇报:此次报告的主要内容是......
RD部门汇报:此次报告的主要内容是......
RD部门汇报:此次报告的主要内容是......

从结果可以看出,已经创建出来的部门经理,如果以后还需要使用就不需要再次创建了,因为它已经被存储到EmployeeFactory类的HashMap中了,因为是用HashMap进行存储享元的,并且没有其他维护线程安全操作,所以这个例子是线程不安全的。
这里便完成了一个简单的享元模式例子。

如果有说错的地方,请大家不吝赐教(记得留言哦~~~~)。

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