(精華)2020年8月29日 二十三種設計模式(十一)-享元模式(Flyweight Pattern)

享元模式（Flyweight Pattern）

享元模式屬于結構型模式，它以共享的方式高效的支持大量的細粒度對象。通過復用內存中已存在的對象，降低系統創建對象實例的性能消耗。

享元模式嘗試重用現有的同類對象，如果未找到匹配的對象，則創建新對象，如果找到對象，則直接返回。

角色

1、抽象享元（Flyweight）

它是所有具體享元類的抽象基類，為其子類規定出需要實現的公共接口；

2、具體享元（Concrete Flyweight）

具體享元類實現了抽象享元類所規定的接口；

3、享元工廠（FlyweightFactoiy）

享元工廠類負責創建和管理享元對象。

示例

命名空間FlyweightPattern中包含IConnection接口充當抽象享元，Connection類充當具體享元，ConnectionFactory工廠類充當享元工廠。本案例通過使用享元模式來共享數據庫連接。

public interface IConnection { void Print(); }

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IConnection接口，包含一個打印的方法。

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("-------------------------------------------------------"); } }

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Connection類，定義數據庫連接（演示）。

public class ConnectionFactory { private Dictionary _connections = null; private string _connectionString = null; public ConnectionFactory() { _connections = new Dictionary(); } 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; } } }

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ConnectionFactory類，數據庫連接工廠，內部維持對所有連接的引用，CreateConnection方法在發現連接存在時直接返回，如果不存在，則創建一個新的連接并維持進列表。

注：實際開發過程中應該用HashCode來檢索數據庫連接是否存在。

public class Program { private static ConnectionFactory _factory = null; private static List _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 { "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(); } }

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以上是調用方的代碼，以下是這個案例的輸出結果：

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!

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優點

1、降低了系統中對象的數量，從而降低了系統中細粒度對象給內存帶來的壓力。

缺點

1、為了使對象可以共享，需要將一些狀態外部化，這使得程序的邏輯更復雜，使系統復雜化；

2、享元模式將享元對象的狀態外部化，而讀取外部狀態使得運行時間稍微變長。

使用場景

1、一個系統中有大量的對象；

2、這些對象耗費大量的內存；

3、這些對象中的狀態大部分都可以被外部化；

4、這些對象可以按照內部狀態分成很多的組，當把外部對象從對象中剔除時，每一個組都可以僅用一個對象代替；

5、軟件系統不依賴這些對象的身份。

數據庫

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