设计模式 - 享元模式

目录

一. 前言

二. 实现

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一. 前言

    享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，它主要解决的问题是创建大量相似对象时的内存开销问题。该模式通过共享具有相同状态的对象来减少内存使用量。

    享元模式的思想是：当需要创建一个新对象时，首先检查是否已经存在具有相同状态的对象。如果存在，则返回已经存在的对象，否则创建一个新的对象。因此，如果要创建多个具有相同状态的对象，可以重复使用相同的对象，从而减少内存开销。

    通过运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。它通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建 的对象数量、避免大量相似对象的开销，从而提高系统资源的利用率。

二. 实现

Flyweight: 享元对象
IntrinsicState: 内部状态，享元对象共享内部状态，不会随着环境的改变而改变的可共享部分
ExtrinsicState: 外部状态，每个享元对象的外部状态不同

public interface Flyweight {
    void doOperation(String extrinsicState);
}

public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
    private String intrinsicState;

    public ConcreteFlyweight(String intrinsicState) {
        this.intrinsicState = intrinsicState;
    }

    @Override
    public void doOperation(String extrinsicState) {
        System.out.println("Object address: " + System.identityHashCode(this));
        System.out.println("IntrinsicState: " + intrinsicState);
        System.out.println("ExtrinsicState: " + extrinsicState);
    }
}

public class FlyweightFactory {
    private HashMap<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();

    Flyweight getFlyweight(String intrinsicState) {
        if (!flyweights.containsKey(intrinsicState)) {
            Flyweight flyweight = new ConcreteFlyweight(intrinsicState);
            flyweights.put(intrinsicState, flyweight);
        }
        return flyweights.get(intrinsicState);
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
        Flyweight flyweight1 = factory.getFlyweight("aa");
        Flyweight flyweight2 = factory.getFlyweight("aa");
        flyweight1.doOperation("x");
        flyweight2.doOperation("y");
    }
}

Object address: 1163157884
IntrinsicState: aa
ExtrinsicState: x
Object address: 1163157884
IntrinsicState: aa
ExtrinsicState: y

经典应用实例为：俄罗斯方块，内部状态为各自的图形（L型、I型、J型、田型、Z型等），外部状态为颜色、位置等。

JDK案例
Java 利用缓存来加速大量小对象的访问时间。
java.lang.Integer#valueOf(int)
java.lang.Boolean#valueOf(boolean)
java.lang.Byte#valueOf(byte)
java.lang.Character#valueOf(char)