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www.ChinaSA.info www.ChinaSA.info Design Patterns 享元模式 刘 伟 (Sunny) weiliu_china@126.com 大纲 享元模式概述 享元模式的结构与实现 享元模式的应用实例 有外部状态的享元模式 单纯享元模式和复合享元模式 享元模式的优缺点与适用环境 享元模式概述 动机 如果一个软件系统在运行时所创建的相同或相似对象数量太多，将导致运行代价过高，带来系统资源浪费、性能下降等问题 如何避免系统中出现大量相同或相似的对象，同时又不影响客户端程序通过面向对象的方式对这些对象进行操作呢？ 享元模式概述 字符享元对象示意图 享元模式概述 分析 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 享元模式概述 分析 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） 享元模式概述 原理 (1) 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 (2) 需要的时候将对象从享元池中取出，即可实现对象的复用 (3) 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 享元模式概述 享元模式的定义 对象行为型模式 享元模式：运用共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。 Flyweight Pattern: Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently. 享元模式概述 享元模式的定义 又称为轻量级模式 要求能够被共享的对象必须是细粒度对象 享元模式的结构与实现 享元模式的结构 享元模式的结构与实现 享元模式的结构 享元模式包含以下4个角色： 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） 享元模式的结构与实现 享元模式的实现 典型的抽象享元类代码： abstract class Flyweight { public abstract void Operation(string extrinsicState); } 享元模式的结构与实现 享元模式的实现 典型的具体享元类代码： class ConcreteFlyweight : 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(string intrinsicState) { rinsicState = 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 public override void Operation(string extrinsicState) { //实现业务方法 } } 享元模式的结构与实现 享元模式的实现 典型的非共享具体享元类代码： class UnsharedConcreteFlyweight : Flyweight { public override void Operation(string extrinsicState) { //实现业务方法 } } 享元模式的结构与实现 享元模式的实现 典型的享元工厂类代码： using System.Collections; class FlyweightFactory { //定义一个Hashtable用于存储享元对象，实现享元池 private Hashtable flyweights = new Hashtable(); public Flyweight GetFlyweight(string key) { //如果对象存在，则直接从享元池获取 if (flyweights.ContainsKey(key)) {