【愚公系列】2021年12月 二十三種設(shè)計模式(十一)-享元模式

前言

設(shè)計模式（Design pattern）是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設(shè)計經(jīng)驗的總結(jié)。使用設(shè)計模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。 毫無疑問，設(shè)計模式于己于他人于系統(tǒng)都是多贏的，設(shè)計模式使代碼編制真正工程化，設(shè)計模式是軟件工程的基石，如同大廈的一塊塊磚石一樣。項目中合理的運用設(shè)計模式可以完美的解決很多問題，每種模式在現(xiàn)在中都有相應(yīng)的原理來與之對應(yīng)，每一個模式描述了一個在我們周圍不斷重復(fù)發(fā)生的問題，以及該問題的核心解決方案，這也是它能被廣泛應(yīng)用的原因。

提示：以下是本篇文章正文內(nèi)容，下面案例可供參考

一、享元模式(Flyweight Pattern)

享元模式屬于結(jié)構(gòu)型模式，它以共享的方式高效的支持大量的細(xì)粒度對象。通過復(fù)用內(nèi)存中已存在的對象，降低系統(tǒng)創(chuàng)建對象實例的性能消耗。

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

二、使用步驟

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(guī)定出需要實現(xiàn)的公共接口；

2、具體享元（Concrete Flyweight）

具體享元類實現(xiàn)了抽象享元類所規(guī)定的接口；

3、享元工廠（FlyweightFactoiy）

享元工廠類負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理享元對象。

示例

命名空間FlyweightPattern中包含IConnection接口充當(dāng)抽象享元，Connection類充當(dāng)具體享元，ConnectionFactory工廠類充當(dāng)享元工廠。本案例通過使用享元模式來共享數(shù)據(jù)庫連接。

public interface IConnection { void Print(); }

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

Connection類，定義數(shù)據(jù)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; } } }

ConnectionFactory類，數(shù)據(jù)庫連接工廠，內(nèi)部維持對所有連接的引用，CreateConnection方法在發(fā)現(xiàn)連接存在時直接返回，如果不存在，則創(chuàng)建一個新的連接并維持進(jìn)列表。

注：實際開發(fā)過程中應(yīng)該用HashCode來檢索數(shù)據(jù)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(); } }

以上是調(diào)用方的代碼，以下是這個案例的輸出結(jié)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!

總結(jié)

優(yōu)點

1、降低了系統(tǒng)中對象的數(shù)量，從而降低了系統(tǒng)中細(xì)粒度對象給內(nèi)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(tài)外部化，這使得程序的邏輯更復(fù)雜，使系統(tǒng)復(fù)雜化；

2、享元模式將享元對象的狀態(tài)外部化，而讀取外部狀態(tài)使得運行時間稍微變長。

使用場景

1、一個系統(tǒng)中有大量的對象；

2、這些對象耗費大量的內(nèi)存；

3、這些對象中的狀態(tài)大部分都可以被外部化；

4、這些對象可以按照內(nèi)部狀態(tài)分成很多的組，當(dāng)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(tǒng)不依賴這些對象的身份。

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