享元模式flyweight

Posted 2023-03-03 碎格子

• 享元模式属于结构型模式。

• 享元模式是池技术的重要实现方式，它可以减少重复对象的创建，使用缓存来共享对象，从而降低内存的使用。

• 细粒度的对象其状态可以分为两种：内部状态和外部状态。

应用场景

• 系统存在大量相似或相同的对象。

• 外部状态相同类似情况下。

• 需要缓冲池时。

下面将由一个例子讲解享元模式的创建和使用：

假设我们有一个系统需要实现图形的绘制，通过形状划分，所有图形都可以实现绘制颜色的功能。这里形状是图形的内部状态，颜色是图形的外部状态，内部状态是不受外界条件影响而改变。

如果我要绘制白色的圆形，黑色的方形，红色的圆形，这个时候就可以使用享元模式，圆形共享一个对象，方形共享一个对象。

角色说明：

• Flyweight --> IShape(抽象享元角色)：接口或抽象类，可以同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。

• ConcreteFlyweight --> Circle,Rectangle（具体享元角色）：实现抽象享元角色中定义的业务。

• FlyweightFactory --> ShapeFactory（享元工厂）：管理对象池和创建享元对象。

定义图形接口：

public interface IShape 
    void draw(String color);

圆形实现接口，实现圆形的绘制方法：

public class Circle implements IShape 
    String mShapeName = "圆形";

    @Override
    public void draw(String color) 
        System.out.println("绘制" + mShapeName + ": " + color);
    

方形实现接口，实现方形的绘制方法：

public class Rectangle implements IShape 
    String mShapeName = "方形";

    @Override
    public void draw(String color) 
        System.out.println("绘制" + mShapeName + ": " + color);
    

定义一个工厂类，创建缓存池和对应图形对象：

public class ShapeFactory 
    private Map<String, IShape> mShapeMap = new HashMap<>();

    public IShape getShape(Class<?> clazz) 
        IShape iShape = mShapeMap.get(clazz.getCanonicalName());
        if (iShape == null) 
            if (clazz == Circle.class) 
                System.out.println("创建Circle...");
                iShape = new Circle();
             else if (clazz == Rectangle.class) 
                System.out.println("创建Rectangle...");
                iShape = new Rectangle();
            
            mShapeMap.put(clazz.getCanonicalName(), iShape);
        
        return iShape;
    

具体调用：

public class TestMain 
    public static void main(String[] args) 
        ShapeFactory factory = new ShapeFactory();
        IShape circle = factory.getShape(Circle.class);
        circle.draw("white");
        IShape rectangle = factory.getShape(Rectangle.class);
        rectangle.draw("black");
        IShape circle2 = factory.getShape(Circle.class);
        circle2.draw("red");

        System.out.println("circle:" + circle.hashCode() + " rectangle:" + rectangle.hashCode() + " circle2:" + circle2.hashCode());
    

可以看到circle和circle2的hashCode一致，说明他们指向了同一块内存空间，而rectangle是单独的hashCode。

其实还有一个例子也可以设计成享元模式：黑白棋。这个大家可以自己理解下~

优点：

• 有共用数据不想多次创建时，可以实现对象共享，减少内存开销。

缺点：

• 设计复杂，要区分内部状态和外部状态

android中的享元模式：

• String类：

String s1 = "abc";
String s2 = "abc";

print(s1 == s2)  //这里s1和s2指向同一个引用，打印true

思考：

其实写到这里我有了一个疑问，享元模式是不是就是单例模式+工厂模式？

欢迎大家赐教~