享元模式(Flyweight Pattern):运用共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。系统知识用少量的对象,而这些对象都很相似,状态变化很小,可以实现对象的多次复用。由于享元模式要求能够实现共享的对象必须是细粒度对象,因此它又称为轻量级模型,它是一种对象结构型模式。
模式动机:
面向对象技术可以很好的解决一些灵活性或可扩展性问题,但很多情况下需要在系统中天界一些二类和对象的个数。当对象数量过多时,将导致运行代价过高,带来性能下降问题。
享元模式通过共享技术实现相同或相似的对象的重用。
模式结构:
- Flyweight:抽象享元类
- ConcreteFlyweight:共享享元类
- UnsharedConcreteFlyweight:非共享具体享元类
- FlyweightFactory:享元工厂类
模式分析:
享元模式是一个考虑系统性能的设计模式,通过享元模式可以节约内存空间,提高系统性能。享元模式的核心在于享元工厂类,享元工厂类的作用在于提供一个用于存储享元对象的享元池,用户需要对象时,首先从享元池中获取,如果享元池中不存在,则创建一个新的享元对象返回给用户,并在享元池中保存该新增对象。
享元模式能够共享的关键是区分内部状态和外部状态:
- 内部状态:存储在享元内部并且不会随环境改变而改变的状态。(可共享)
- 外部状态:外部状态是随着环境改变而改变的、不可共享的状态。
具体类图:
类图解析:NerworkDevice即为抽象享元类,它使用Port类关系为依赖关系,Swith、Hub为共享享元类,他们实现了NetworkDevice这个接口,DeviceFactory是享元工厂类它与NetworkDevice是聚合关系。
主要的代码实现在DevideFactory中,具体实现如下:
享元模式优点:
- 极大的减少了内存中对象的数量
- 享元对象可以在不同的个环境中被共享
缺点:
需要分离出内部状态和外部状态
为了使对象可以共享,享元模式需要将享元对象的状态外部化,而读取外部化是的运行时间变长