Flyweight 享元

意图

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

结构

其中

• Flyweight描述一个接口，通过这个接口Flyweight可以接受并作用于外部状态。
• ConcreteFlyweight实现Flyweight接口，并作为内部状态（如果有）增加存储空间。
• ConcreteFlyweight对象必须是可共享的。它所存储的状态必须是内部的，即它必须独立于ConcreteFlyweight对象的场景。
• 并非所有的Flyweight子类都需要被共享。Flyweight接口使共享成为可能，但它并不是强制共享。在Flyweight对象结构的某些层次，UnsharedConcreteFlyweight对象通常将ConcreteFlyweight对象作为子节点。
• FlyweightFactory创建并管理Flyweight对象；确保合理地共享Flyweight，当用户请求一个Flyweight时，FlyweightFactory对象提供一个已创建的实例或者在不存在时创建一个实例。
• Client维持一个对Flyweight的引用；计算或存储一个或多个Flyweight的外部状态。

适用性

• 一个应用程序使用了大量的对象。
• 完全由于使用大量的对象，造成很大的存储开销。
• 对象的大多数状态都可变为外部状态。
• 如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象。
• 应用程序不依赖于对象标识。由于Flyweight对象可以被共享，所以对于概念上明显有别的对象，标识测试将返回真值。

代码示例。

// Flyweight 接口
interface Flyweight {
    void operation(ExtrinsicState state);
}

// ConcreteFlyweight 实现
class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
    private String intrinsicState;

    public ConcreteFlyweight(String intrinsicState) {
        this.intrinsicState = intrinsicState;
    }

    @Override
    public void operation(ExtrinsicState state) {
        System.out.println("Intrinsic state: " + intrinsicState);
        System.out.println("Extrinsic state: " + state.getValue());
    }
}

// 外部状态
class ExtrinsicState {
    private String value;

    public ExtrinsicState(String value) {
        this.value = value;
    }

    public String getValue() {
        return value;
    }
}

// Flyweight 工厂
class FlyweightFactory {
    private static Map<String, Flyweight> pool = new HashMap<>();

    public static Flyweight get(String intrinsicState) {
        if (!pool.containsKey(intrinsicState)) {
            pool.put(intrinsicState, new ConcreteFlyweight(intrinsicState));
        }
        return pool.get(intrinsicState);
    }
}

// 客户端
class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ExtrinsicState state1 = new ExtrinsicState("state1");
        ExtrinsicState state2 = new ExtrinsicState("state2");

        Flyweight flyweight1 = FlyweightFactory.get("intrinsic1");
        Flyweight flyweight2 = FlyweightFactory.get("intrinsic2");

        flyweight1.operation(state1);
        flyweight2.operation(state2);

        System.out.println("Flyweight pool size: " + FlyweightFactory.pool.size());
    }
}

代码注释

• Flyweight 接口定义了 Flyweight 对象必须实现的操作。
• ConcreteFlyweight 类实现了 Flyweight 接口，并存储了内部状态。
• ExtrinsicState 类表示外部状态。
• FlyweightFactory 类创建和管理 Flyweight 对象。
• Client 类使用 Flyweight 对象并提供外部状态。