深入浅出设计模式——享元模式(Flyweight Pattern)
模式动机
面向对象技术可以很好地解决一些灵活性或可扩展性问题,但在很多情况下需要在系统中增加类和对象的个数。当对象数量太多时,将导致运行代价过高,带来性能下降等问题。
享元模式正是为解决这一类问题而诞生的。享元模式通过共享技术实现相同或相似对象的重用。
在享元模式中可以共享的相同内容称为内部状态(Intrinsic State),而那些需要外部环境来设置的不能共享的内容称为外部状态(Extrinsic State),由于区分了内部状态和外部状态,因此可以通过设置不同的外部状态使得相同的对象可以具有一些不同的特征,而相同的内部状态是可以共享的。
在享元模式中通常会出现工厂模式,需要创建一个享元工厂来负责维护一个享元池(Flyweight Pool)用于存储具有相同内部状态的享元对象。
在享元模式中共享的是享元对象的内部状态,外部状态需要通过环境来设置。在实际使用中,能够共享的内部状态是有限的,因此享元对象一般都设计为较小的对象,它所包含的内部状态较少,这种对象也称为细粒度对象。享元模式的目的就是使用共享技术来实现大量细粒度对象的复用。
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。
Flyweight Pattern: Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently.
Frequency of use: low
UML图
模式结构
享元模式包含如下角色:
Flyweight: 抽象享元类
ConcreteFlyweight: 具体享元类
UnsharedConcreteFlyweight: 非共享具体享元类
FlyweightFactory: 享元工厂类
模式分析
享元模式是一个考虑系统性能的设计模式,通过使用享元模式可以节约内存空间,提高系统的性能。
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。
享元模式以共享的方式高效地支持大量的细粒度对象,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)。
(1) 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的状态,因此内部状态可以共享。
(2) 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。一个外部状态与另一个外部状态之间是相互独立的。
模式实例与解析
网站共享代码
体系结构
Flyweight: 抽象享元类 WebSite.cs
namespace FlyweightPattern
{
// 网站抽象类
abstract class WebSite
{
public abstract void User(User user);
}
}
User.cs
namespace FlyweightPattern
{
public class User
{
private string name;
public User(string name)
{
this.name = name;
}
public string Name
{
get { return name; }
}
}
}
ConcreteFlyweight: 具体享元类 ConcreteWebSite.cs
using System; namespace FlyweightPattern
{
class ConcreteWebSite : WebSite
{
private string name = "";
public ConcreteWebSite(string name)
{
this.name = name;
}
public override void User(User user)
{
Console.WriteLine("网站分类:" + name + "用户:" + user.Name);
}
}
}
FlyweightFactory: 享元工厂类 WebSiteFactory.cs
using System.Collections; namespace FlyweightPattern
{
class WebSiteFactory
{
private Hashtable flyweights = new Hashtable(); //获得网站分类
public WebSite GetWebSiteCategory(string key)
{
if (!flyweights.ContainsKey(key))
flyweights.Add(key, new ConcreteWebSite(key));
return ((WebSite)flyweights[key]);
} //获得网站分类总数
public int GetWebSiteCount()
{
return flyweights.Count;
}
}
}
Client:客户类
using System; namespace FlyweightPattern
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
WebSiteFactory f = new WebSiteFactory();
WebSite fx = f.GetWebSiteCategory("产品展示");
fx.User(new User("小菜")); WebSite fy = f.GetWebSiteCategory("产品展示");
fy.User(new User("大鸟")); WebSite fz = f.GetWebSiteCategory("产品展示");
fz.User(new User("娇娇")); WebSite fl = f.GetWebSiteCategory("博客");
fl.User(new User("老顽童")); WebSite fm = f.GetWebSiteCategory("博客");
fm.User(new User("桃谷六仙")); WebSite fn = f.GetWebSiteCategory("博客");
fn.User(new User("令狐")); Console.WriteLine("得到的网站分类总数为 {0}", f.GetWebSiteCount());
Console.Read();
}
}
}
模式优缺点
享元模式的优点
享元模式的优点在于它可以极大减少内存中对象的数量,使得相同对象或相似对象在内存中只保存一份。
享元模式的外部状态相对独立,而且不会影响其内部状态,从而使得享元对象可以在不同的环境中被共享。
享元模式的缺点
享元模式使得系统更加复杂,需要分离出内部状态和外部状态,这使得程序的逻辑复杂化。
为了使对象可以共享,享元模式需要将享元对象的状态外部化,而读取外部状态使得运行时间变长。
模式适用环境
在以下情况下可以使用享元模式:
一个系统有大量相同或者相似的对象,由于这类对象的大量使用,造成内存的大量耗费。
对象的大部分状态都可以外部化,可以将这些外部状态传入对象中。
使用享元模式需要维护一个存储享元对象的享元池,而这需要耗费资源,因此,应当在多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式。
【声明与感谢】
本文,站在许多巨人的肩膀上,借鉴和引用了许多他人拥有版权的作品或著述,在此,对前人们的贡献致谢。并同时公布引用的内容、原作者或来源(一些来源于互联网的内容本人无法追述本源,深表遗憾)。
【参考文献】
《设计模式—可复用面向对象软件的基础》作者: [美] Erich Gamma / Richard Helm / Ralph Johnson / John Vlissides 译者: 李英军 / 马晓星 / 蔡敏 / 刘建中 等 机械工业出版社
《重构—改善既有代码的设计》作者: Martin Fowler译者:候捷 中国电力出版社
《敏捷软件开发—原则、模式与实践》作者: Robert C. Martin 清华大学出版社
《程序员修炼之道—从小工到专家》作者: Andrew Hunt / David Thomas 电子工业出版社
《Head First 设计模式》作者: 弗里曼 译者: O'Reilly Taiwan公司 中国电力出版社
《设计模式之禅》 作者: 秦小波 机械工业出版社
MSDN WebCast 《C#面向对象设计模式纵横谈》 讲师:李建忠
刘伟. 设计模式. 北京:清华大学出版社, 2011.
刘伟. 设计模式实训教程. 北京:清华大学出版社, 2012.
《大话设计模式》 作者: 程杰 清华大学出版社
《C#图解教程》作者: 索利斯 译者: 苏林 / 朱晔 人民邮电出版社
《你必须知道的.NET》作者: 王涛
《项目中的.NET》作者: 李天平 电子工业出版社
《Microsoft .NET企业级应用架构设计》作者: (美)埃斯波西托等编著 译者: 陈黎夫
http://www.dofactory.com/Patterns/Patterns.aspx .NET Design Patterns
http://www.cnblogs.com/zhenyulu 博客作者:吕震宇
http://www.cnblogs.com/terrylee 博客作者:李会军
http://www.cnblogs.com/anlyren/ 博客作者:anlyren
http://www.cnblogs.com/idior 博客作者:idior
http://www.cnblogs.com/allenlooplee 博客作者:Allen lee
http://blog.csdn.net/ai92 博客作者:ai92
http://www.cnblogs.com/umlonline/ 博客作者:张传波
http://www.cnblogs.com/lovecherry/ 博客作者:LoveCherry
深入浅出设计模式——享元模式(Flyweight Pattern)的更多相关文章
- 乐在其中设计模式(C#) - 享元模式(Flyweight Pattern)
原文:乐在其中设计模式(C#) - 享元模式(Flyweight Pattern) [索引页][源码下载] 乐在其中设计模式(C#) - 享元模式(Flyweight Pattern) 作者:weba ...
- 设计模式-11享元模式(Flyweight Pattern)
1.模式动机 在面向对象程序设计过程中,有时会面临要创建大量相同或相似对象实例的问题.创建那么多的对象将会耗费很多的系统资源,它是系统性能提高的一个瓶颈. 享元模式就是把相同或相似对象的公共部分提取出 ...
- 设计模式系列之享元模式(Flyweight Pattern)——实现对象的复用
说明:设计模式系列文章是读刘伟所著<设计模式的艺术之道(软件开发人员内功修炼之道)>一书的阅读笔记.个人感觉这本书讲的不错,有兴趣推荐读一读.详细内容也可以看看此书作者的博客https:/ ...
- 二十四种设计模式:享元模式(Flyweight Pattern)
享元模式(Flyweight Pattern) 介绍运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象. 示例有一个Message实体类,某些对象对它的操作有Insert()和Get()方法,现在要运用共享技术支 ...
- Java享元模式(Flyweight Pattern)
享元模式(Flyweight Pattern)主要用于减少创建的对象数量,并减少内存占用并提高性能. 这种类型的设计模式属于结构模式,因为该模式提供了减少对象计数的方法,从而改善应用的对象结构. 享元 ...
- 【UE4 设计模式】享元模式 Flyweight Pattern
概述 描述 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 ...
- 设计模式-享元模式(FlyWeight)
一.概念 享元模式是对象的结构模式,它以共享的方式高效的支持大量的细粒度对象,减少对象的数量,并达到节约内存的目的. 享元对象能够做到共享的关键,主要是区分了内部状态和外部状态,内部状态是对象是在建立 ...
- 七个结构模式之享元模式(Flyweight Pattern)
定义: 运用共享技术对大量细粒度对象的复用,这要求这些对象都很相似,状态变化很小.将这些对象的内部状态和外部状态进行区分,对于内部状态相同的只存储一个对象,而对不同的外部状态则采用不同的操作. 结构图 ...
- 享元模式(Flyweight Pattern)
定义: 采用一个共享来避免大量拥有相同内容对象的开销.这种开销中最常见.直观的就是内存的损耗.享元模式以共享的方式高效的支持大量的细粒度对象. 享元的英文是flyweight,是一个来自体育方面的专业 ...
随机推荐
- 优秀API设计的十大原则
优秀API设计的十大原则 2015-09-23 分类:编程开发.设计模式.首页精华暂无人评论 分享到:更多4 二十万年薪PHP工程师培养计划 成为被疯抢的Android牛人 风中叶讲Java重难 ...
- Bootstrap 弹出框和警告框插件
一.弹出框 弹出框即点击一个元素弹出一个包含标题和内容的容器. //基本用法 <button class="btn btn-lg btn-danger" type=" ...
- java调用 webservices接口实现天气预报
最近要用到web services,而这两天也比较有空,就弄了一个获取天气预报的Util.以前以为这有多难,因为数据来源是个困难.现在用web services的技术,发现下面这个是相当不错的.下面就 ...
- objective c实现配置文件+反射
1. 先写plist配置文件 plist写到resouce里面去 通过NSBundle把数据取plist读出来 2. 通过NSClassFromString创建类 NSClassFromString ...
- EF CodeFirst增删改查之‘CRUD’
最近悟出来一个道理,在这儿分享给大家:学历代表你的过去,能力代表你的现在,学习代表你的将来. 十年河东十年河西,莫欺少年穷 学无止境,精益求精 本篇旨在学习EF增删改查四大操作 上一节讲述了EF ...
- .net 直接输出远程文件到浏览器和下载文件保存到本机
利用了xmlhttp,实现代码比较简单具体实现如下: 首先bin文件引入,com->microsoft xml v3.0 具体代码如下: protected void Button1_Click ...
- asp.net 验证正则表达式
基本元字符: . 任意的一个非换行字符 [] 集合匹配,匹配一个[]中出现的字符. 是在多个字符中取一个. () 调整优先级的作用. 还有一个分组的作用 | 或的意思,测试|一下. 注意,或的优先级最 ...
- :first-child 类似的 :first 匹配第一个元素,但是:first-child选择器可以匹配多个:即为每个父级元素匹配第一个子元素。这相当于:nth-child(1)
描述: 在每个 ul 中查找第一个 li HTML 代码: <ul> <li>John</li> <li>Karl</li> <li& ...
- 较全的IT方面帮助文档
http://www.shouce.ren/post/d/id/108632 XSLT参考手册-新.CHMhttp://www.shouce.ren/post/d/id/108633 XSL-FO参考 ...
- Create and Use Custom Attributes
http://www.codeproject.com/Articles/1811/Creating-and-Using-Attributes-in-your-NET-applicat Create a ...