彻底搞懂设计模式：享元模式，从原理到实战案例揭秘

后端

2023-12-06 15:25:45

共享力量：享元模式

在软件开发的广阔世界中，我们经常面临创建大量相似或相同对象的挑战。想象一下，你在设计一个图形编辑器，需要创建无数的点、线和矩形。逐个创建这些对象将吞噬内存，严重影响性能。

这里就是享元模式 大显身手的时刻。享元模式是一个天才的设计理念，它通过共享已经创建的对象来减少对象的创建数量，从而提高性能并释放内存。

享元模式的巧妙之处

享元模式的关键在于识别对象的共享状态。如果多个对象可以共享相同的状态，则没有必要为每个对象创建单独的实例。取而代之的是，我们可以将这些共享状态存储在一个享元池 中。当需要创建新对象时，我们只需从享元池中提取，而不是重新创建。

享元模式的结构

让我们深入了解享元模式的结构：

享元工厂： 负责创建享元对象并管理享元池。
具体享元： 实现共享状态和行为的具体对象。

享元模式的优势

性能提升： 减少对象的创建数量，释放资源并加快程序速度。
内存节约： 避免重复创建共享对象，有效节省内存空间。
代码简洁： 减少对象的创建和销毁次数，简化代码并提高可维护性。

享元模式的适用场景

享元模式是以下场景的理想选择：

需要创建大量相同或相似对象时。
对象的状态可以被共享时。
减少对象的创建和销毁次数以提高性能时。

享元模式的示例

为了更好地理解享元模式，让我们考虑一个图形编辑器的例子。在这个编辑器中，我们将利用享元模式优化形状的创建。

// 享元工厂
public class ShapeFactory {

    private Map<String, Shape> shapes = new HashMap<>();

    public Shape getShape(String shapeType) {
        Shape shape = shapes.get(shapeType);
        if (shape == null) {
            shape = new ConcreteShape(shapeType);
            shapes.put(shapeType, shape);
        }
        return shape;
    }
}

// 具体享元类（形状）
public class ConcreteShape implements Shape {

    private String shapeType;

    public ConcreteShape(String shapeType) {
        this.shapeType = shapeType;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Drawing " + shapeType);
    }
}

// 客户端类
public class Client {

    private ShapeFactory factory = new ShapeFactory();

    public void drawShapes() {
        Shape circle = factory.getShape("Circle");
        circle.draw();

        Shape square = factory.getShape("Square");
        square.draw();

        Shape triangle = factory.getShape("Triangle");
        triangle.draw();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Client client = new Client();
        client.drawShapes();
    }
}