享元模式(Flyweight),就是运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
享元对象能做到共享的关键是区分内部状态(Internal State)和外部状态(External State)。内部状态是存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变。因此内部状态并可以共享。
外部状态是随环境改变而改变的、不可以共享的状态。享元对象的外部状态必须由客户端保存,并在享元对象被创建之后,在需要使用的时候再传入到享元对象内部。内部状态与外部状态是相互独立的。
享元模式的应用
享元模式在编辑器系统中大量使用。一个文本编辑器往往会提供很多种字体,而通常的做法就是将每一个字母做成一个享元对象。享元对象的内部状态就是这 个字母,而字母在文本中的位置和字模风格等其他信息则是外蕴状态。比如,字母a可能出现在文本的很多地方,虽然这些字母a的位置和字模风格不同,但是所有 这些地方使用的都是同一个字母对象。这样一来,字母对象就可以在整个系统中共享。
二、单纯享元模式的结构
在单纯享元模式中,所有的享元对象都是可以共享的。单纯享元模式所涉及的角色如下:
抽象享元(Flyweight)角色:此角色是所有的具体享元类的超类,为这些类规定出需要实现的公共接口。那些需要外部状态(External State)的操作可以通过调用商业方法以参数形式传入。
具体享元(ConcreteFlyweight)角色:实现抽象享元角色所规定的接口。如果有内蕴状态的话,必须负责为内部状态提供存储空间。享元对象的内部状态必须与对象所处的周围环境无关,从而使得享元对象可以在系统内共享的。
享元工厂(FlyweightFactory)角色:本角色负责创建和管理享元角色。 本角色必须保证享元对象可以被系统适当地共享。当一个客户端对象调用一个享元对象的时候,享元工厂角色会检查系统中是否已经有一个符合要求的享元对象。如 果已经有了,享元工厂角色就应当提供这个已有的享元对象;如果系统中没有一个适当的享元对象的话,享元工厂角色就应当创建一个合适的享元对象。
客户端(Client)角色:本角色需要维护一个对所有享元对象的引用。本角色需要自行存储所有享元对象的外部状态。
什么时候应该考虑使用享元模式?
如果一个程序使用了大量的对象,而这些对象造成很大的存储开销时就应该考虑使用;还有就是对象的大多数状态是外部状态,如果删除对象的外部状态,那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象,此时可以考虑使用享元模式。
Java中的字符串String就是运用了Flyweight模式。也就是说,在新建一个String对象时,系统会先检查内存中是否已经存在内容相同的对象,如果存在,则会调用已存在的对象,而非创建一个新的对象。
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