【愚公系列】2021年12月 二十三种设计模式(十一)-享元模式(Flyweight Pattern)
【愚公系列】2021年12月 二十三种设计模式(十一)-享元模式(Flyweight Pattern)
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前言
设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一、享元模式(Flyweight Pattern)
享元模式属于结构型模式，它以共享的方式高效的支持大量的细粒度对象。通过复用内存中已存在的对象，降低系统创建对象实例的性能消耗。
享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象，如果找到对象，则直接返回。
二、使用步骤
角色
1、抽象享元（Flyweight）
它是所有具体享元类的抽象基类，为其子类规定出需要实现的公共接口；
2、具体享元（Concrete Flyweight）
具体享元类实现了抽象享元类所规定的接口；
3、享元工厂（FlyweightFactoiy）
享元工厂类负责创建和管理享元对象。
示例
命名空间FlyweightPattern中包含IConnection接口充当抽象享元，Connection类充当具体享元，ConnectionFactory工厂类充当享元工厂。本案例通过使用享元模式来共享数据库连接。
public interface IConnection {
void Print();
}IConnection接口，包含一个打印的方法。
public class Connection : IConnection {
private string _connectionString = null;
public Connection(string connectionString) {
_connectionString = connectionString;
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine("It took 1 second(s) to create a connection!");
}
public void Print() {
Console.WriteLine($"Database connection is {_connectionString}");
Console.WriteLine("-------------------------------------------------------");
}
}Connection类，定义数据库连接（演示）。
public class ConnectionFactory {
private Dictionary<string, IConnection> _connections = null;
private string _connectionString = null;
public ConnectionFactory() {
_connections = new Dictionary<string, IConnection>();
}
public IConnection CreateConnection(string connectionString) {
if (!_connections.ContainsKey(connectionString)) {
Console.WriteLine("Creating a new connection!");
IConnection connection = new Connection(connectionString);
_connections.Add(connectionString, connection);
return connection;
}
else {
Console.WriteLine("Return an exist connection!");
var connection = _connections[connectionString] as IConnection;
return connection;
}
}
}ConnectionFactory类，数据库连接工厂，内部维持对所有连接的引用，CreateConnection方法在发现连接存在时直接返回，如果不存在，则创建一个新的连接并维持进列表。
注：实际开发过程中应该用HashCode来检索数据库连接是否存在。
public class Program {
private static ConnectionFactory _factory = null;
private static List<string> _connections = null;
private static IConnection _connection = null;
private static void Print(int index) {
if (index > _connections.Count - 1) {
Console.WriteLine("Index Out Of Range Exception!");
return;
}
_connection = _factory.CreateConnection(_connections[index]);
_connection.Print();
}
public static void Main(string[] args) {
_connections = new List<string> {
"Server=Aron1;Database=pubs;\n" + "Uid=uid;Pwd=password;",
"Provider=sqloledb;Data Source=Aron1;\n" + "User Id=uid;Password=password;",
"Data Source=192.168.0.1,1433;\n" + "UserID=uid;Password=password;"
};
_factory = new ConnectionFactory();
Print(0);
Print(1);
Print(2);
Print(1);
Print(3);
Console.ReadKey();
}
}以上是调用方的代码，以下是这个案例的输出结果：
Creating a new connection!
It took 1 second(s) to create a connection!
Database connection is Server=Aron1;Database=pubs;
Uid=uid;Pwd=password;
-------------------------------------------------------
Creating a new connection!
It took 1 second(s) to create a connection!
Database connection is Provider=sqloledb;Data Source=Aron1;
User Id=uid;Password=password;
-------------------------------------------------------
Creating a new connection!
It took 1 second(s) to create a connection!
Database connection is Data Source=192.168.0.1,1433;
UserID=uid;Password=password;
-------------------------------------------------------
Return an exist connection!
Database connection is Provider=sqloledb;Data Source=Aron1;
User Id=uid;Password=password;
-------------------------------------------------------
Index Out Of Range Exception!总结
优点
1、降低了系统中对象的数量，从而降低了系统中细粒度对象给内存带来的压力。
缺点
1、为了使对象可以共享，需要将一些状态外部化，这使得程序的逻辑更复杂，使系统复杂化； 2、享元模式将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间稍微变长。
使用场景
1、一个系统中有大量的对象； 2、这些对象耗费大量的内存； 3、这些对象中的状态大部分都可以被外部化； 4、这些对象可以按照内部状态分成很多的组，当把外部对象从对象中剔除时，每一个组都可以仅用一个对象代替； 5、软件系统不依赖这些对象的身份。
腾讯云开发者
