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享元模式

news 2026/5/12 1:16:46

1.模式动机与定义

模式动机

享元模式:通过共享技术实现相同或相似对象的重用

享元池(Flyweight Pool):存储共享实例对象的地方

模式定义

享元模式(Flyweight Pattern):运用共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。
系统只使用少量的对象，而这些对象都很相似，状态变化很小，可以实现对象的多次复用
由于享元模式要求能够共享的对象必须是细粒度对象，因此它又称为轻量级模式，它是一种对象结构型模式

2.模式结构与分析

模式结构

享元模式包含如下角色

Flyweight:抽象亨元类：抽象享元类声明一个接口，通过它可以接受并作用于外部状态。在抽象享元类中定义了具体享元类公共的方法，这些方法可以向外界提供享元对象的内部数据，也可以来设置外部数据。
ConcreteFlyweight: 具体享元类：具体享元类实现了抽象享元接口，在具体享元类中为内部状态提供了存储空间。由于具体享元对象必须是可以共享的，因此它所存储的状态必须是内部的，即它独立存在于自己的环境中。
UnsharedConcreteFlyweight: 非共享具体享元类：并不是所有的抽象享元类的子类都需要被共享，不能被共享的子类则设计为非共享具体享元类。
FlyweightFactory: 享元工厂类：享元工厂类用于创建并管理享元对象；它针对抽象享元类编程，将各类的具体享元对象存储在一个享元池中。享元池一般设计为一个存储键值对的集合，可以结合工厂模式进行设计；当用户请求一个具体享元对象时，享元工厂提供一个存储在享元池中已创建的实例，或者创建一个新的实例，返回该新创建的实例并将其存储在享元池中。

模式分析

享元模式的核心在于享元工厂类，享元工厂类的作用在于提供一个用于存储享元对象的享元池，用户需要对象时，首先从享元池中获取，如果享元池中不存在，则创建一个新的享元对象返回给用户，并在享元池中保存该新增对象。

内部状态(Intrinsic State):存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的状态，内部状态可以共享(例如:字符的内容)
外部状态(Extrinsic State):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通常由客户端保存，并在享元对象被创建之后，需要使用的时候再传入到享元对象内部。一个外部状态与另一个外部状态之间是相互独立的(例如:字符的颜色和大小)

实现过程

将具有相同内部状态的对象存储在享元池中，享元池中的对象是可以实现共享的
需要的时候将对象从享元池中取出，即可实现对象的复用
通过向取出的对象注入不同的外部状态，可以得到一系列相似的对象而这些对象在内存中实际上只存储一份

//抽象享元类的子类
public class ConcreteFlyweight extends Flyweight {//内部状态intrinsicState作为成员变量，同一个享元对象其内部状态是一致的private String intrinsicState;public ConcreteFlyweight(StringintrinsicState){this.intrinsicState= intrinsicState;}//外部状态extrinsicState在使用时由外部设置，不保存在享元对象中，即使是同一个对象，在每一次调用时可以传入不同的外部状态publie void operation(String extrinsicState){//实现业务方法}
}//保存和管理享元对象的类
public class FlyweightFactory {//定义一个HashMap用于存储享元对象，实现享元池private HashMap flyweights= new HashMap();public Flyweight getFlyweight(String key){//如果对象存在，则直接从享元池获取if (flyweights.containsKey(key)){return (Flyweight)flyweights.get(key);}//如果对象不存在，先创建一个新的对象添加到享元池中，然后返回}else {Flyweightfw= new ConcreteFlyweight();flyweights.put(key,fw);return fw;}
}