目錄

• • 一、 啥是享元模式？
  • 二、 為什么要用享元模式？
  • 三、 享元模式的實(shí)現(xiàn)方式
  • 四、 享元模式的優(yōu)缺點(diǎn)
  • 五、 享元模式的應(yīng)用場(chǎng)景
  • 六、 總結(jié)

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🌟了解組合模式請(qǐng)看： (十 一)趣學(xué)設(shè)計(jì)模式 之 組合模式！
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這篇文章帶你詳細(xì)認(rèn)識(shí)一下設(shè)計(jì)模式中的享元模式

一、 啥是享元模式？

想象一下，你正在玩一個(gè)大型的在線游戲 🎮。 游戲中有成千上萬(wàn)的士兵 💂，每個(gè)士兵都有自己的位置、生命值、裝備等等。 如果為每個(gè)士兵都創(chuàng)建一個(gè)完整的對(duì)象，會(huì)消耗大量的內(nèi)存 🧠。 但是，很多士兵的外觀、屬性都是相同的，只有位置不同。

享元模式，就是運(yùn)用共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度的對(duì)象！ 享元模式通過(guò)共享盡可能多的對(duì)象來(lái)最小化內(nèi)存使用 💾。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是把對(duì)象的狀態(tài)分成內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，共享內(nèi)部狀態(tài)，減少對(duì)象數(shù)量！ ??

• 你的程序需要?jiǎng)?chuàng)建大量的相似對(duì)象： 就像游戲中的士兵 🎮💂！
• 對(duì)象的很多狀態(tài)都可以共享： 就像士兵的外觀、屬性 🎮！
• 你想減少內(nèi)存消耗： 就像你想讓游戲運(yùn)行更流暢 🧠！

二、 為什么要用享元模式？

用享元模式，好處多多 👍：

• 減少內(nèi)存消耗： 通過(guò)共享對(duì)象，減少內(nèi)存占用 💾！
• 提高性能： 減少對(duì)象創(chuàng)建和銷毀的開(kāi)銷 🚀！
• 提高系統(tǒng)擴(kuò)展性： 可以支持更多的對(duì)象 ?！

三、 享元模式的實(shí)現(xiàn)方式

享元模式主要包含以下幾個(gè)角色：

• Flyweight（享元）： 定義享元對(duì)象的接口，聲明可以被共享的內(nèi)部狀態(tài)，并提供接受外部狀態(tài)的方法。 🎮💂 (比如：士兵的基類)
• ConcreteFlyweight（具體享元）： 實(shí)現(xiàn)享元接口，存儲(chǔ)內(nèi)部狀態(tài)。 🎮💂 (比如：具體的士兵對(duì)象)
• UnsharedConcreteFlyweight（非共享具體享元）： 不是共享的享元對(duì)象，通常包含一些不能被共享的狀態(tài)。 (比如：擁有特殊裝備的士兵)
• FlyweightFactory（享元工廠）： 創(chuàng)建和管理享元對(duì)象，確保享元對(duì)象可以被共享。 🏭 (比如：士兵工廠)
• Client（客戶端）： 使用享元對(duì)象，并提供外部狀態(tài)。 🎮 (比如：游戲客戶端)

內(nèi)部狀態(tài)： 指的是對(duì)象可以共享的狀態(tài)，存儲(chǔ)在享元對(duì)象內(nèi)部，不會(huì)隨著環(huán)境改變而改變。 (比如：士兵的外觀、屬性)
外部狀態(tài)： 指的是對(duì)象不能共享的狀態(tài)，需要由客戶端提供，會(huì)隨著環(huán)境改變而改變。 (比如：士兵的位置、生命值)

代碼示例：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;// 享元：士兵接口
public interface Soldier {void display(int x, int y); // 顯示士兵
}// 具體享元：士兵
public class ConcreteSoldier implements Soldier {private String model; // 士兵模型public ConcreteSoldier(String model) {this.model = model;}@Overridepublic void display(int x, int y) {System.out.println("士兵模型：" + model + "，位置：(" + x + ", " + y + ")");}
}// 享元工廠：士兵工廠
public class SoldierFactory {private static Map<String, Soldier> soldierMap = new HashMap<>(); // 存儲(chǔ)士兵對(duì)象public static Soldier getSoldier(String model) {Soldier soldier = soldierMap.get(model);if (soldier == null) {soldier = new ConcreteSoldier(model);soldierMap.put(model, soldier);}return soldier;}
}// 客戶端
public class Client {public static void main(String[] args) {Soldier soldier1 = SoldierFactory.getSoldier("步兵"); // 獲取步兵soldier1.display(10, 20); // 顯示步兵Soldier soldier2 = SoldierFactory.getSoldier("步兵"); // 獲取步兵soldier2.display(30, 40); // 顯示步兵Soldier soldier3 = SoldierFactory.getSoldier("騎兵"); // 獲取騎兵soldier3.display(50, 60); // 顯示騎兵System.out.println("士兵數(shù)量：" + SoldierFactory.soldierMap.size()); // 輸出士兵數(shù)量}
}

分析：

• Soldier 是享元接口，定義了士兵的顯示方法。
• ConcreteSoldier 是具體享元，實(shí)現(xiàn)了士兵接口，存儲(chǔ)了士兵的模型。
• SoldierFactory 是享元工廠，創(chuàng)建和管理士兵對(duì)象，確保相同模型的士兵對(duì)象只創(chuàng)建一個(gè)。

輸出結(jié)果：

士兵模型：步兵，位置：(10, 20)
士兵模型：步兵，位置：(30, 40)
士兵模型：騎兵，位置：(50, 60)
士兵數(shù)量：2

可以看到，雖然創(chuàng)建了三個(gè)士兵對(duì)象，但是實(shí)際只創(chuàng)建了兩個(gè)士兵對(duì)象，因?yàn)椴奖鴮?duì)象被共享了。

四、 享元模式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 減少內(nèi)存消耗 💾！
• 提高性能 🚀！
• 提高系統(tǒng)擴(kuò)展性 ?！

缺點(diǎn)：

• 增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度 😫！
• 需要分離內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，設(shè)計(jì)難度較高 🧠！
• 共享對(duì)象的狀態(tài)不可修改，否則會(huì)影響其他使用該對(duì)象的客戶端 🔒！

五、 享元模式的應(yīng)用場(chǎng)景

• 當(dāng)你的程序需要?jiǎng)?chuàng)建大量的相似對(duì)象時(shí)： 就像游戲中的士兵 🎮💂！
• 對(duì)象的很多狀態(tài)都可以共享： 就像士兵的外觀、屬性 🎮！
• 你想減少內(nèi)存消耗： 就像你想讓游戲運(yùn)行更流暢 🧠！
• 文本編輯器： 文本編輯器可以使用享元模式來(lái)共享字符對(duì)象，減少內(nèi)存消耗。
• 數(shù)據(jù)庫(kù)連接池： 數(shù)據(jù)庫(kù)連接池可以使用享元模式來(lái)共享數(shù)據(jù)庫(kù)連接對(duì)象，提高性能。

六、 總結(jié)

• 享元模式就像把對(duì)象的狀態(tài)分成內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，共享內(nèi)部狀態(tài)，減少對(duì)象數(shù)量！ ??
• 主要包含享元、具體享元、非共享具體享元和享元工廠四個(gè)角色！ 🎭
• 優(yōu)點(diǎn)是減少內(nèi)存消耗、提高性能、提高系統(tǒng)擴(kuò)展性！ 👍
• 缺點(diǎn)是增加復(fù)雜度、設(shè)計(jì)難度較高、共享對(duì)象的狀態(tài)不可修改！ 👎
• 適用于需要?jiǎng)?chuàng)建大量的相似對(duì)象，且對(duì)象的很多狀態(tài)都可以共享的場(chǎng)景！ 🎯

希望這篇文章能讓你徹底理解享元模式！ 💯 祝你學(xué)習(xí)愉快！ 😄
看完請(qǐng)看：(十 三)趣學(xué)設(shè)計(jì)模式 之 模版方法模式！