文章首发:
结构型模式:享元模式

热气球

七大结构型模式之六:享元模式。

简介

姓名 :享元模式

英文名 :Flyweight Pattern

价值观 :共享富贵

个人介绍
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。
(来自《设计模式之禅》)

你要的故事

还记得笔袋么?可能有人已经忘记了,在写这篇文章之前其实我也忘了,从初中开始就再也没用过笔袋。拿笔袋来讲享元模式再适合不过了。笔袋放各种各样的笔,今天我们不讲别的,就讲蜡笔。前段时间在逛公园的时候,看到一位老师在画画,画的就是蜡笔画,第一次看到真正的蜡笔画,真的很震撼,原来蜡笔也可以把景色画得那么美。当时偷偷拍了一张,看下图。

我们就拿这幅画来说,里面画了草、树、路、山、天空等等。如果没有用享元模式,我们可能这样子实现。

蜡笔接口。

interface ICrayon {

    void draw(String place);

}

蜡笔。

/**
 * 蜡笔
 */
class Crayon implements ICrayon {

    private String color;

    public Crayon(String color) {
        System.out.println("---新建【" + color + "】蜡笔" );
        this.color = color;
    }

    @Override
    public void draw(String place) {
        System.out.println("用" + this.color + "蜡笔画" + place);
    }
}

测试代码。这幅画是小明和小红一起画,小明画了草和路,小红画了树和蓝天。

public class NoFlyweightTest {

    public static void main(String[] args) {
        drawByXiaoMing();
        drawByXiaoHong();
    }

    public static void drawByXiaoMing() {
        ICrayon greenCrayon = new Crayon("绿色");
        greenCrayon.draw("草");

        ICrayon grayCrayon = new Crayon("灰色");
        grayCrayon.draw("路");
    }

    public static void drawByXiaoHong() {
        ICrayon blueCrayon = new Crayon("蓝色");
        blueCrayon.draw("蓝天");

        ICrayon greenCrayon = new Crayon("绿色");
        greenCrayon.draw("树");
    }

}

打印结果:
---新建【绿色】蜡笔
用绿色蜡笔画草
---新建【灰色】蜡笔
用灰色蜡笔画路
---新建【蓝色】蜡笔
用蓝色蜡笔画蓝天
---新建【绿色】蜡笔
用绿色蜡笔画树

我们发现小明和小红都用了绿色蜡笔,而这里新建了 2 次绿色蜡笔,也就是在整个作画过程中,小明和小红并不是共用一套蜡笔,而是各自用一套蜡笔,在现实中是没什么问题的,但是在软件开发中,如果这种情况出现,其实相当于资源浪费,因为每个蜡笔都会占用内存,可以共用的我们尽量共用,节省一些内存空间,特别是出现很多这种可以共享却没有共享的对象时候。下面我们引入享元模式。享元模式实现方法相当于我们蜡笔都放在了笔袋,小明和小红用完就放到笔袋里面,每一种颜色的蜡笔只有一根,也就是他们共用一套蜡笔。代码如下所示。

笔袋代码。我们用了 Map 作为容器,如果容器里面没有想要颜色的蜡笔,则创建新的蜡笔,并存到容器里。

/**
 * 笔袋
 */
class CrayonFactory {

    private static Map<String, ICrayon> data = new HashMap<>();

    public static ICrayon getCrayon(String color) {
        if (data.containsKey(color)) {
            return data.get(color);
        }
        ICrayon crayon = new Crayon(color);
        data.put(color, crayon);
        return crayon;
    }

}

测试代码。

public class FlyweightTest {

    public static void main(String[] args) {
        drawByXiaoMing();
        drawByXiaoHong();
    }

    public static void drawByXiaoMing() {
        ICrayon greenCrayon = CrayonFactory.getCrayon("绿色");
        greenCrayon.draw("草");

        ICrayon grayCrayon = CrayonFactory.getCrayon("灰色");
        grayCrayon.draw("路");
    }

    public static void drawByXiaoHong() {
        ICrayon blueCrayon = CrayonFactory.getCrayon("蓝色");
        blueCrayon.draw("蓝天");

        ICrayon greenCrayon = CrayonFactory.getCrayon("绿色");
        greenCrayon.draw("树");
    }
}

打印结果:
---新建【绿色】蜡笔
用绿色蜡笔画草
---新建【灰色】蜡笔
用灰色蜡笔画路
---新建【蓝色】蜡笔
用蓝色蜡笔画蓝天
用绿色蜡笔画树

利用享元模式实现的结果,小红画树所用到的绿色蜡笔跟小明画草的绿色蜡笔一样,小红用到时并没有新建绿色蜡笔。

总结

是不是有一种,原来这就是享元模式的感觉?平时开发过程中经常见到这种因为很多重复的对象,所以利用享元模式来实现的场景。享元模式合理提高了对象的复用性,减少了程序的内存占用,还有一个提高性能的地方就是减少了对象创建的过程。好了,收下这个简单的设计模式。欢迎关注公众号,一起学习进步。

推荐阅读

结构型模式:外观模式

结构型模式:装饰模式

结构型模式:组合模式

公众号后台回复『大礼包』获取 Java、Python、IOS 等教程
加个人微信备注『教程』获取架构师、机器学习等教程

LieBrother