设计模式探秘-25-享元模式

享元模式的学习与实践

模式定义

享元模式是池技术的重要实现方式,使用享元对象可有效支持大量的细粒度的对象。

享元模式的定义提出了两点要求:细粒度的对象和共享对象。
细粒度对象使得对象数量多且性质相近,将对象的信息分为两部分:内部状态和外部状态。

  1. 内部状态是对象可共享出来的信息,存储在享元对象内部并且不会随环境改变而变化,可以作为对象的动态附加信息,不必直接储存在具体某个对象中,属于可以共享的部分。
  2. 外部状态是对象得以依赖的一个标记,随环境改变而变化、不可以共享的状态。

类图

  1. Flyweight 抽象享元角色 简单来说就是产品的抽象类,同时定义出对象的内部状态和外部状态的接口或实现。
  2. ConcreteFlyweight 具体享元角色 具体的产品类,实现抽象角色定义的业务,该角色中需要注意内部状态处理应该与环境无关,不应该出现一个操作改变了内部状态,又改变了外部状态。
  3. unsharedConcreteFlyweight 不可共享的享元角色 不存在外部状态或者安全要求不能使用共享计数的对象。
  4. FlyweightFactory 享元工厂 职责非常简单 就是构造一个池容器,同时提供从池中获得对象的方法。

优点

大大减少应用程序创建的对象,降低程序内存的占用,增强程序性能。

缺点

提高了系统复杂性,需要分离出外部状态和内部状态,而且外部状态具有固话特性,不应该随内部状态改变而改变,否则导致系统的逻辑混乱。

使用场景

  1. 系统中有大量的相似对象
  2. 细粒度的对象都具备较接近的外部状态,而且内部状态与环境无关,即对象没有特定身份
  3. 需要缓冲池的场景

注意事项

  1. 线程安全问题
  2. 性能平衡

扩展

实践

对象池着重在系统的复用上,池中对象可相互替换,从同一池中获取的对象对于客户端来说完全相同。享元模式主要解决对象的共享问题,如何建立多个可共享的细粒度对象是其关注的重点。

简单实现

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#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

//享元模式
class Flyweight
{
public:
virtual ~Flyweight()
{
;
}
virtual void Operation(const string &extrinsicState)
{
;
}
string GetIntrinsicState()
{
return m_sIntrinsicState;
}
protected:
Flyweight(string intrinsicState)
{
m_sIntrinsicState = intrinsicState;
}
private:
string m_sIntrinsicState;
};

class ConcreteFlyweight : public Flyweight
{
public:
ConcreteFlyweight(string intrinsicState) : Flyweight(intrinsicState)
{
cout<<"ConcreteFlyweight Build ...."<<intrinsicState<<endl;
}
~ConcreteFlyweight()
{
;
}
void Operation(const string &extrinsicState)
{
cout<<"ConcreteFlyweight:内"<<GetIntrinsicState()<<"外"<<extrinsicState<<endl;;
}
};

class FlyweightFactory
{
public:
FlyweightFactory()
{
;
}
~FlyweightFactory()
{
;
}
Flyweight *GetFlywgight(const string &key)
{
//auto it = m_vFly.begin();
//for(; it!=m_vFly.end(); ++it)
//{
//if((*it)->GetIntrinsicState() == key)
//{
//cout<<"already creteed by users ..."<<key<<endl;
//return *it;
//}
//}
for(auto it:m_vFly)
{
if(it->GetIntrinsicState() == key)
{
cout<<"already creteed by users ..."<<key<<endl;
return it;
}
}
Flyweight *fn = new ConcreteFlyweight(key);
m_vFly.push_back(fn);
return fn;
}
private:
vector<Flyweight*> m_vFly;
};

int main()
{
FlyweightFactory fc;
Flyweight *fw1 = fc.GetFlywgight("hello");
cout<<fw1->GetIntrinsicState()<<endl;
Flyweight *fw2 = fc.GetFlywgight("world");
cout<<fw2->GetIntrinsicState()<<endl;
Flyweight *fw3 = fc.GetFlywgight("hello");
cout<<fw3->GetIntrinsicState()<<endl;

return 0;
}

参考资料

  1. 设计模式之禅
  2. GoF+23种设计模式解析