Flyweight享元模式怎么實現(xiàn)

今天小編給大家分享一下Flyweight享元模式怎么實現(xiàn)的相關(guān)知識點，內(nèi)容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

Flyweight（享元模式）

Flyweight（享元模式）屬于結(jié)構(gòu)型模式，是一種共享對象的設(shè)計模式。

意圖：運用共享技術(shù)有效地支持大量細粒度的對象。

舉例子

如果看不懂上面的意圖介紹，沒有關(guān)系，設(shè)計模式需要在日常工作里用起來，結(jié)合例子可以加深你的理解，下面我準備了三個例子，讓你體會什么場景下會用到這種設(shè)計模式。

富文本編輯器的字母對象

富文本編輯器在英文環(huán)境下，其中的文本由大量字母組成，為了便于做統(tǒng)一的格式化、計算等處理，需要將每個字母都存儲為對象，但這樣存儲的代價太大了。

已知英文字母一共 26 個，所以文檔中存在大量重復使用的字母，而每個字母除了位置信息外，其它信息都是相同且只讀的，那么有辦法降低富文本場景巨大的字母對象數(shù)量嗎？

網(wǎng)盤存儲

當我們上傳一部電影時，有時候幾十 GB 的內(nèi)容不到一秒就上傳完了，這是網(wǎng)盤提示你，“已采用極速技術(shù)秒傳”，你會不會心生疑惑，這么厲害的技術(shù)為什么不能每次都生效？

另外，網(wǎng)盤存儲時，同一部電影可能都會存放在不同用戶的不同文件夾中，而且電影文件又特別巨大，和富文本類似，電影文件也只有存放位置是不同的，而其余內(nèi)容都特別巨大且只讀，有什么辦法能優(yōu)化存儲呢？

大型多人游戲

玩多人游戲時，為了防止外掛，一般對象的創(chuàng)建與計算是在服務器完成的，那如何保證一個玩家拾取物品后，另一個玩家看到的物品會消失？

其實道理已經(jīng)不言而喻了，雖然在不同客戶端之間，游戲?qū)ο笫窍嗷オ毩⒌?，但在一局游戲中，所有玩家的對象在服務器是共享的?/p>

意圖解釋

“共享” 就是享元模式的精髓，將那些大量的，具有很多內(nèi)部狀態(tài)而外部狀態(tài)很少的對象進行共享，就是享元模式的使用方式。

意圖：運用共享技術(shù)有效地支持大量細粒度的對象。

共享技術(shù)可以理解為緩存，當一個對象創(chuàng)建后，再次訪問相同對象時，就不再創(chuàng)建新的對象了，而只有在訪問沒有被緩存過的對象時，才創(chuàng)建新對象，并立即緩存起來。

這樣做可以有效支持大量細粒度的對象，在富文本例子中，無數(shù)的字母就是大量細粒度對象，在網(wǎng)盤存儲中，電影文件就是大量細粒度對象，在大型多人游戲中，每局游戲內(nèi)存在大量細粒度對象。

這些細粒度對象都擁有相同的特征：

量特別大，這個很容易理解。

具有大量內(nèi)部狀態(tài)，且不隨著客戶端的不同而改變。

富文本的字母，不因為展示到不同語句中而發(fā)生變化，變化的只有狀態(tài)；電影文件，不因為放在不同用戶的文件夾中而對電影內(nèi)容產(chǎn)生變化，變化的只有屬于哪些用戶，放在哪些文件夾里；多人游戲中，同一把武器對象，不因為有多個人的電腦獨立運行而擁有更多的彈藥，變化的只有在哪些客戶端被訪問。

具有少量外部狀態(tài)，甚至沒有外部狀態(tài)。在上面已經(jīng)解釋了，字母的位置、電影的位置、游戲?qū)ο蟮目蛻舳硕际峭獠繝顟B(tài)，這些外部狀態(tài)相比于其內(nèi)部狀態(tài)來說，大小微乎其微，且方便分離存儲。

遇到這種情況，我們就可以將對象內(nèi)部狀態(tài)共享，外部狀態(tài)獨立存儲，從而節(jié)省大量空間。

尤其是對于網(wǎng)盤的場景，承諾給用戶 2 TB 的存儲空間，這個用戶看到其他人分享了 100 個電影，就點擊 “下載到我的網(wǎng)盤”，此時雖然占用了自己 1 TB 的網(wǎng)盤空間，但實際上網(wǎng)盤運營商并沒有增加 1 TB 的存儲空間，實際可能增加了 1kb 的存儲空間，記錄了存儲位置，這就是網(wǎng)盤雞賊的地方，并不占用空間的內(nèi)容，卻占用了用戶真金白銀購買的存儲空間。

當然，這就是享元模式的價值，對網(wǎng)盤公司來說，價值巨大，對用戶來說，沒有價值。所以享元模式的價值體現(xiàn)在全局，比如對整個富文本編輯器來說，減少了巨量字母對象數(shù)量，但對于每一個字母對象而言，并沒有任何優(yōu)化。

結(jié)構(gòu)圖

對于 Client 而言，下圖描述了如何共享 Flyweight：

Flyweight: 共享接口，通過這個接口可以操作對象的外部狀態(tài)。

ConcreteFlyweight: 實現(xiàn) Flyweight 接口的對象，這個對象是可被共享的。

UnsharedConcreteFlyweight: 不被共享的對象，因為在享元模式中，實際上并不是所有對象都可以被共享。

FlyweightFactory: 創(chuàng)建并管理 Flyweight 對象，通過其返回的 Flyweight 對象，如果已創(chuàng)建，則會返回之前創(chuàng)建的那個，沒有的話才會創(chuàng)建一個新的。

Client: 使用 Flyweight 的客戶端。

通過第二個圖可以明顯看到，兩個不同的 Client 持有了相同 aConcreteFlyweight 引用。

代碼例子

下面例子使用 typescript 編寫。

class FlyweightFactory {

  public getFlyWeight(key) {

    if (this.flyweight[key]) {

      return this.flyweight[key]

    }

    const flyweight = new Flyweight()

    this.flyweight[key] = flyweight

    return flyweight

  }

}

FlyweightFactory 提供的 getFlyWeight 方法，實際上是按照 key 對 flyweight 實例進行緩存，相同 key 下只存儲一個 flyweight 實例。

弊端

如果細粒度對象不多，則沒必要使用享元模式。

另外，就算細粒度對象很多，如果對象內(nèi)部狀態(tài)并不多，主要都是外部狀態(tài)，那么享元模式就起不到什么作用了，因為享元模式通過共享對象，只能節(jié)省內(nèi)部狀態(tài)，而不能節(jié)省外部狀態(tài)。

另外，如果享元模式映射到的共享對象數(shù)量并沒有比原始對象少出數(shù)量級關(guān)系，使用的意義也不大。比如富文本編輯器的例子，對于英文來說，一共就 26 個字母，那么 1 萬字的文章優(yōu)化比例是 10000:26，但對于中文文章而言，文字實例本身就很多，可能 1 萬字的文章中，漢字去重后依然有 3000 個，那么優(yōu)化比例就是 10000:3000，此時享元模式的意義就沒那么打了。

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