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[享元模式(Flyweight Pattern)](#享元模式(Flyweight Pattern))
享元模式(Flyweight Pattern)
享元模式(Flyweight Pattern)它通过共享对象来减少内存使用和提高性能。享元模式的核心思想是共享,当需要创建一个新对象时,首先检查是否已经有与其相同的对象存在,如果存在,则直接返回该对象的引用;如果不存在,则创建一个新对象并将其加入对象池中以供下次使用。通过这种方式,可以避免重复创建相同的对象,从而减少内存占用和提高性能。
使用享元模式需要有两个前提:(1)享元对象不可变:当享元模式创建出来后,它的变量和属性不会被修改;(2)系统中存在大量重复对象:这些重复对象可以使用同一个享元,内存中只存在一份,这样会节省大量空间。当然这也是为什么享元对象不可变的原因,因为有很多引用,变更的话会引起很多问题。
享元模式的核心角色:
- 享元工厂(Flyweight Factory):负责创建和管理享元对象。它维护一个享元池(Flyweight Pool),用于存储已经创建的享元对象。
- 享元对象(Flyweight):表示可以共享的对象。享元对象通常包含内部状态和外部状态。内部状态是不变的,可以被多个对象共享;外部状态是可变的,每个对象都有自己的外部状态。
优缺点
(1)优点:
- 缩小对象的创立,升高内存中对象的数量,升高零碎的内存,提高效率。
- 缩小内存之外的其余资源占用。
(2)缺点:
- 为了使对象可以共享,需要将一些不能共享的状态外部化,这将增加程序的复杂性。
- 读取享元模式的外部状态会使得运行时间稍微变长。
使用场景
- 系统有大量相似对象。
- 需要缓冲池的场景。
注意事项
- (1)注意划分外部状态和内部状态,否则可能会引起线程安全问题。
- (2)这些类必须有一个工厂对象加以控制。
代码实现
Go
package main
import "fmt"
// 一个文字编辑器,需要处理大量的字符对象。每个字符对象都有自己的字体、大小和颜色等属性。由于字符对象可能非常多,
// 如果每个字符对象都占用大量内存,将导致内存消耗过大。我们希望能够通过共享相同属性的字符对象,来减少内存使用。
// 享元对象:字符对象
type Character struct {
char rune
font string
size int
color string
}
func (c *Character) Display() {
fmt.Printf("Character: %c, Font: %s, Size: %d, Color: %s\n", c.char, c.font, c.size, c.color)
}
// 享元工厂:字符工厂
type CharacterFactory struct {
characters map[rune]*Character
}
func NewCharacterFactory() *CharacterFactory {
return &CharacterFactory{
characters: make(map[rune]*Character),
}
}
func (f *CharacterFactory) GetCharacter(char rune, font string, size int, color string) *Character {
key := char
if _, ok := f.characters[key]; !ok {
f.characters[key] = &Character{
char: char,
font: font,
size: size,
color: color,
}
}
return f.characters[key]
}
// 客户端代码
func main() {
factory := NewCharacterFactory()
char1 := factory.GetCharacter('A', "Arial", 12, "Red")
char1.Display()
char2 := factory.GetCharacter('A', "Times New Roman", 14, "Blue")
char2.Display()
char3 := factory.GetCharacter('B', "Times New Roman", 14, "Blue")
char3.Display()
char4 := factory.GetCharacter('B', "Arial", 12, "Red")
char4.Display()
}