设计模式 - 享元模式(Flyweight Pattern)

随着面向对象技术的应用普及和成熟，使其在解决一些扩展性和灵活性的问题上表现出色。但是随着系统的复杂性的增加，系统新增的类和其对象也是日渐增多，当对象数量过多时，会占用大量内存空间，导致运行代价过高，系统性能下降问题。

享元模式的诞生就是为了解决这些问题。通过共享技术重用相似或者类似的对象，可以共享的相同内容称为内部状态；需要外部环境来设置的不能共享的称为外部状态。享元模式中会使用到工厂模式，来创建和维护对象池（享元池）来存储具有相同状态的享元对象。

那什么是享元模式呢？

享元模式 - 运用共享技术有效支持细粒度的对象的复用。系统只使用少量的对象。而这些对象都很相似，状态变化很小，可以实现对象的多次复用。由于享元模式要求能够共享的对象必须是细粒度对象，因此它又称为轻量级模式，它是一种对象结构型模式。以下是其UML类图

优点

减少创建内存开销，节省内存空间，提高程序运行效率

缺点

提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

 

FlyWeightFactory: 享元对象工厂，负责维护享元模式对象

FlyWeight: 抽象类或者接口 

ConcreteFlyWeight 具体享元类

下面是享元模式的例子

namespace ConsoleApp3.Flyweight
{
    /// <summary>
    /// Abstract flyweight class
    /// </summary>
    public interface IFlyweight
    {
        void Update();
    }
}

ConcreteFlyweight1

using System;

namespace ConsoleApp3.Flyweight
{
    public class ConcreteFlyWeight1 : IFlyweight
    {
        public ConcreteFlyWeight1(FlyWeightFactory flyWeightFactory)
        {
            flyWeightFactory.Attach(this);
        }

        public void Update()
        {
            Console.WriteLine("execute ConcreteFlyWeight1");
        }
    }
}

ConcreteFlyweight2

using System;

namespace ConsoleApp3.Flyweight
{
    public class ConcreteFlyWeight2 : IFlyweight
    {
        public ConcreteFlyWeight2(FlyWeightFactory flyWeightFactory)
        {
            flyWeightFactory.Attach(this);
        }
        public void Update()
        {
            Console.WriteLine("execute ConcreteFlyWeight2");
        }
    }
}

FlyWeightFactory

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ConsoleApp3.Flyweight
{
    public class FlyWeightFactory
    {
        private List<IFlyweight> flyweights = new List<IFlyweight>();
        public void Attach(IFlyweight flyweight)
        {
            if (!flyweights.Contains(flyweight))
            {
                flyweights.Add(flyweight);
            }
        }

　　　　　　public IFlyweight GetFlyweight(Type type)
　　　　　　{
　　　　　　　　return flyweights.FirstOrDefault(p => p.GetType() == type);
　　　　　　}

    }

}

Demo

           FlyWeightFactory factory = new FlyWeightFactory();

　　　　　　　　var flyweightO = factory.GetFlyweight(typeof(ConcreteFlyWeight1));
　　　　　　　　flyweightO.Update();
　　　　　　　　var flyweightT = factory.GetFlyweight(typeof(ConcreteFlyWeight2));
　　　　　　　　flyweightT.Update();

运行结果