设计模式---享元模式
简述
- 类型：结构型
- 目的：降低对象创建时大量属性也随之被新建而带来的性能上的消耗
话不多说，我们看一个案例。
优化案例
最初版v0
现在需要采购一批办公用的电脑，以下是Computer类的定义。
public class Computer { private String sn; // 序列号，电脑的唯一识别码 private String brand; // 品牌 private String title; // 一个系列的名称，如Lenovo的Thinkpad private String cpu; private String memory; private String disk; private String gpu; private String keyboard; private String display; public Computer(String sn, String brand, String title, String cpu, String memory, String disk, String gpu, String keyboard, String display) { this.sn = sn; this.brand = brand; this.title = title; this.cpu = cpu; this.memory = memory; this.disk = disk; this.gpu = gpu; this.keyboard = keyboard; this.display = display; }}现在公司要采购两种电脑总计1000台，以下是模拟采购的代码。
public class Client { public static void main(String[] args) { List<Computer> purchase = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < n; i ++) { purchase.add(new Computer(UUID.randomUUID().toString(), "华为", "MateBook16", "锐龙7 5800H标压", "16GB DDR4 双通道", "512GB NVMe PCle SSD", "gpu", "全尺寸背光键盘", "16英寸"); } }}循环中每一次都要生成一个新的Computer对象，并且该对象中有很多String类型的属性，因为String是一个引用数据类型，所以会随之生成很多的引用，从而降低系统的性能。实际上，采购的计算机只要型号相同，配置参数也就随之相同且不会再改变，唯一会改变的其实就只有机器的序列号而已，所以我们没有每追加一台电脑就重新设置一遍所有参数的必要。而且如果中途需要对于采购订单的机器参数进行修改，那就必须迭代清单中的所有对象，对每个对象进行修改，又是一件效率低下的事。
为了解决这个问题，我们引入了享元模式。下面是修改后的代码。
修改版v1
public class Computer { private String sn; // 序列号，电脑的唯一识别码 private ComputerSpec spec; // 依赖规格的具体属性 → 依赖ComputerSpec类，迪米特法则 public Computer(String sn, ComputerSpec spec) { this.sn = sn; this.spec = spec; this.title = title; this.model = model; this.cpu = cpu; this.memory = memory; this.disk = disk; this.gpu = gpu; this.keyboard = keyboard; this.display = display; }} public enum ComputerSpec { // 定义一个计算机规格类 MATEBOOK16("华为", "MateBook16", "锐龙7 5800H标压", "16GB DDR4 双通道", "512GB NVMe PCle SSD", "gpu", "全尺寸背光键盘", "16英寸"); public String brand; // 品牌 public String title; // 一个系列的名称，如Lenovo的Thinkpad public String cpu; public String memory; public String disk; public String gpu; public String keyboard; public String display; ComputerSpec(String sn, String brand, String title, String cpu, String memory, String disk, String gpu, String keyboard, String display) { this.brand = brand; this.title = title; this.model = model; this.cpu = cpu; this.memory = memory; this.disk = disk; this.gpu = gpu; this.keyboard = keyboard; this.display = display; }}来看看修改后的采购如何模拟实现。
public class Client { public static void main(String[] args) { List<Computer> purchase = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < n; i ++) { purchase.add(new Computer(UUID.randomUUID().toString(), ComputerSpec.MATEBOOK16)); } // 由于订单错误，现在需要批量将MateBook16修改为MateBook16s ComputerSpec.MATEBOOK16.title = "MateBook16s"; }}使用享元模式，将Computer对象创建时不变的属性封装到ComputerSpec中，内部状态与外部状态分开，内部状态直接引用相同的数据源，而不是每次都重新生成新的数据，从而大幅提升系统性能。并且，需要对于数据统一修改时，由于数据源引用相同，只需要修改内部状态的对应属性即可修改所有数据。
- 内部状态：不可变对象。被共享的数据。如，案例中的
ComputerSpec。 - 外部状态：随着业务而改变数据。不被共享的数据。如，案例中的
sn。
总结
优点
- 由于多个对象的属性引用相同，从而极大程度的降低了系统性能的消耗。
- 由于多个属性被封装成新的类，对象与属性间的依赖减少，从而降低了对象创建的复杂度。
缺点
- 增加了开发人员对于系统业务理解的难度。
适用场景
- 当对象的绝大多数属性与对象本身不是一对一而是一对多的关系时。换言之，多个对象公用一套属性时。
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