设计模式的艺术 结构性模式之享元模式
前言
知道围棋的都知道围棋有两种颜色的棋子,黑色和白色,不同的地方就在于他们所放置的位置不同,大体是一样的,所以厂家生产的时候也就是批量的进行生产,反正棋子放哪他们并不需要操心,在计算机中也会存在着很多相似的对象,如果相同的对象太多将导致系统运行代价过高,内存属于计算机稀缺资源,不能随便浪费,是否有一种技术能够节约内存使用空间呢?实现对这些相同或者相似的对象的共同访问呢?答案是肯定的,这种技术就是享元模式
什么是享元模式 Flyweight Pattern
运用共享技术有效的支持大量细粒度对象的复用,系统只使用少量的对象,而这些对象都很相似,状态变化可以很小,可以实现对象的多次复用,由于享元模式要求能够共享的对象必须是细粒度的对象,因此它又被称之为轻量级模式,是一种对象结构型模式
享元模式的优点
(1)、可以极大减少内存中对象的数量,使得相同或相似对象在内存中只保存一份,从而可以节约系统资源,提高系统性能。
(2)、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。
享元模式的缺点
(1)、享元模式使得系统变得复杂,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。
(2)、为了使对象可以共享,享元模式需要将享元对象的部分状态外部化,而读取外部状态使得运行时间变长。
享元模式的适用场景
(1)、一个系统有大量相同或者相似的对象,造成内存的大量耗费
(2)、对象的大部分状态都可以外部化,可以将这些外部状态传入对象之中
(3)、在使用享元模式时需要维护一个存储享元对象的享元池,而这需要耗费一定的系统资源,因此,在需要多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式
享元模式的具体实现
目录结构
抽象享元类
package com.company;
//围棋棋子类:抽象享元类
public abstract class IgoChessman {
public abstract String getColor();
public void display(Coordinates coordinates) {
System.out.println("棋子颜色是:" + this.getColor()+",棋子的位置:"+coordinates.getX()
+","+coordinates.getY());
}
}
具体享元类
package com.company;
//黑色棋子类:具体享元类
public class BlackIgoChessman extends IgoChessman {
@Override
public String getColor() {
return "黑色";
}
}
package com.company;
//白色棋子类:具体享元类
public class WhiteIgoChessman extends IgoChessman {
@Override
public String getColor() {
return "白色";
}
}
享元工厂类
package com.company;
import java.util.Hashtable;
//围棋棋子工厂类:享元工厂类,使用单例模式进行设计
public class IgoChessmanFactory {
private static IgoChessmanFactory instance=new IgoChessmanFactory();
private static Hashtable ht; //使用hashtable对象存储享元对象,充当享元池
private IgoChessmanFactory(){
ht=new Hashtable();
IgoChessman black,white;
black=new BlackIgoChessman();
ht.put("b",black);
//白色
white=new WhiteIgoChessman();
ht.put("w",white);
}
//返回享元工厂类的唯一实例
public static IgoChessmanFactory getInstance(){
return instance;
}
//通过key来获取存储在Hashtable中的享元对象
public IgoChessman getIgoChessman(String color){
return (IgoChessman) ht.get(color);
}
}
外部状态类
package com.company;
//坐标类,外部状态类
public class Coordinates {
private int x;
private int y;
public Coordinates(int x,int y){
this.x=x;
this.y=y;
}
public int getX() {
return x;
}
public void setX(int x) {
this.x = x;
}
public int getY() {
return y;
}
public void setY(int y) {
this.y = y;
}
}
客户端测试类
package com.company;
public class Client {
public static void main(String[] args) {
IgoChessman black1,black2,black3,white1,white2;
IgoChessmanFactory factory;
//获取享元的对象
factory=IgoChessmanFactory.getInstance();
//通过享元工厂获取三颗黑子
black1=factory.getIgoChessman("b");
black2=factory.getIgoChessman("b");
black3=factory.getIgoChessman("b");
System.out.println("判断两颗黑子是否相同"+(black1==black2));
//通过享元工厂获取两颗白子
white1=factory.getIgoChessman("w");
white2=factory.getIgoChessman("w");
System.out.println("判断两颗白字是否相同"+(white1==white2));
//显示棋子
black1.display(new Coordinates(1,2));
black2.display(new Coordinates(2,2));
black3.display(new Coordinates(3,2));
white1.display(new Coordinates(4,2));
white2.display(new Coordinates(5,2));
}
}
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