GOF 23设计模式之享元模式（FlyWeight）

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原创最新推荐文章于 2026-08-19 16:54:05 发布 447 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

深入理解设计模式：享元模式（Flyweight Pattern）在软件开发中，我们经常会遇到需要创建大量相似对象的情况。如果每个对象都独立存储所有数据，将会消耗大量内存资源，导致系统性能下降。享元模式（Flyweight Pattern）正是为解决这一问题而生的经典设计模式。本文将深入探讨享元模式的核心概念、实现原理、应用场景以及实际案例，帮助读者全面理解并掌握这一高效的对象共享技术。阅读详情

场景：

内存属于稀缺资源，不要随便浪费。如果游很多个完全相同或类似的对象，我们可以通过享元模式，节省内存。

核心

享元模式以共享的方式高效地支持大量细粒度对象的重用。
享元对象能做到共享的关键是区分了内部状态和外部状态。
- 内部状态：可以共享，不会随环境变化而变化
- 外部状态：不可以共享，会随环境变化而变化

围棋软件设计

每个棋子都是一个对象，有如下属性
1. 颜色
2. 形状
3. 大小
4. 位置
其中1，2，3这些是可以共享的，称之为：内部状态
4 是不可以共享的，称之为外部状态

享元模式实现：

FlyweightFactory享元工厂类
- 创建并管理享元对象，享元池一般设计成键值对。
FlyWeight抽象享元类
- 通常是一个接口或者抽象类，声明公共方法，这些方法可以向外界提供对象的内部状态，设置外部状态。
ConcreteFlyWeight具体享元类
- 为内部状态提供给成员变量进行存储
UnsharedConcreteFlyWeight非共享享元类
- 不能被共享的子类可以设计为非共享享元类

享元模式实现的UML图

这里写图片描述

享元模式在开发中使用的场景：

享元模式由于其共享的特性，可以在任何“池”中操作，比如：线程池、数据连接池。
String类的设计也是享元模式

优点

极大的减少了内存中对象的数量
相同或相似对象内存中只有一份，极大的节约资源，提高系统性能
外部状态相对独立，不影响内部状态。

优点

模式较为复杂，使程序逻辑复杂化
为了节省内存，共享了内部状态，分离了外部状态，而读取外部状态使运行时间变长。用时间换取了空间。

一种实现

ChessFlyWeight

package com.coderbean.flyweight;

/**
 * 享元类
 * Created by Chang on 15/10/2.
 */
public interface ChessFlyWeightt {
    void setColor(String color);
    String getColor();
    void display(Coordinate c);
}


class ConcreteChess implements ChessFlyWeightt {

    private String color;

    public ConcreteChess(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public String getColor() {
        return this.color;
    }

    @Override
    public void display(Coordinate c) {
        System.out.println("棋子颜色"+ this.color);
        System.out.println("棋子位置"+ c.getX()+"---"+c.getY());
    }
}

ChessFlyWeightFactory

package com.coderbean.flyweight;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 享元工厂类
 * Created by Chang on 15/10/2.
 */
public class ChessFlyWeightFactory {
    private static Map<String, ChessFlyWeightt> map = new HashMap<String,ChessFlyWeightt>();

    public static ChessFlyWeightt getChess(String color) {
        if(map.get(color) != null) {
            return map.get(color);
        }else{
            ChessFlyWeightt cfw = new ConcreteChess(color);
            map.put(color, cfw);
            return cfw;
        }
    }
}

Coordinate

package com.coderbean.flyweight;

/**
 * 外部状态UnSharedConcreteFlyWeight
 * Created by Chang on 15/10/2.
 */
public class Coordinate {
    private int x,y;

    public Coordinate(int y, int x) {
        this.y = y;
        this.x = x;
    }

    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;
    }
}

Client

package com.coderbean.flyweight;

/**
 * Created by Chang on 15/10/2.
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ChessFlyWeightt chess1 = ChessFlyWeightFactory.getChess("Black");
        ChessFlyWeightt chess2 = ChessFlyWeightFactory.getChess("Black");
        System.out.println(chess1);
        System.out.println(chess2);

        System.out.println("增加外部状态的处理=======");
        chess1.display(new Coordinate(10,10));
        chess2.display(new Coordinate(100,20));
    }
}