基于面向物件思想設計的應用程式有時遇到需要場景大量相同或顯示物件實體的場景，這些數量龐大的實體很可能會消耗很多系統資源，最直接的就是記憶體了，比如要一款圍棋游戲，如果每次落子都新建一個物件，將會占用大量記憶體，而實際上棋子只有黑白兩色，不同的只是落子位置而已，另外，大量的主動型物件還會占用很多CPU和顯卡的計算資源，舉個極端的例子，某個游戲的沙漠場景，為了使游戲具有豐富的視覺效果，要求每一粒沙子都要隨著光線而有不同的呈現效果不同，這時候直接new當然也是不現實的，
享元模式
享元模式提供了一種針對這類場景的解決方案，它通過共享已經存在的物件來大幅度減少需要創建的物件數量、避免大量相似物件的開銷，從而提高系統資源的利用率，支持大量細粒度物件的復用，
UML類圖：
代碼實作
public abstract class Flyweight
{
//內部狀態
public string Instrinsic { get; set; }
//外部狀態
protected string Extrinsic { get; set; }
public Flyweight(string extrinsic)
{
this.Extrinsic = extrinsic;
}
//定義業務操作
public abstract void Operate(int id);
}
public class ConcreteFlyweight : Flyweight
{
//接受外部狀態
public ConcreteFlyweight(String extrinsic) : base(extrinsic)
{
}
//根據外部狀態進行邏輯處理
public override void Operate(int id)
{
Console.WriteLine("Flyweight:" + id);
}
}
public class UnsharedConcreteFlyweight : Flyweight
{
public UnsharedConcreteFlyweight(String extrinsic) : base(extrinsic)
{
}
public override void Operate(int id)
{
Console.WriteLine("不共享的Flyweight:" + id);
}
}
public class FlyweightFactory
{
//定義一個池容器
private static Dictionary<String, Flyweight> pool = new Dictionary<String, Flyweight>();
//享元工廠
public static Flyweight GetFlyweight(string extrinsic)
{
Flyweight flyweight = null;
if (pool.ContainsKey(extrinsic))
{
flyweight = pool[extrinsic];
Console.Write($"已有{extrinsic} ");
}
else
{
flyweight = new ConcreteFlyweight(extrinsic);
pool.Add(extrinsic, flyweight);
Console.Write($"新建{extrinsic} ");
}
return flyweight;
}
}
享元模式的核心是用一個池容器來快取需要共享的物件，C#可以用Dictionary來實作，
內部狀態與外部狀態
由于這些數量較大的細粒度物件有著相近的性質，為了能共享這些物件，需要將這些物件的資訊分為兩個部分：內部狀態和外部狀態，
- 內部狀態指物件共享出來的資訊，存盤在享元物件內部并且不會隨環境的改變而改變；
- 外部狀態指會隨環境改變而改變的、不可共享的狀態，
比如前面圍棋的例子中，棋子的黑白兩色就可作為內部狀態，落子位置則是外部狀態，將內部狀態（黑、白兩色）作為物件間的本質區別，只需要兩個物件就可以了，然后配合外部狀態（落子位置）的變化，就可以表示全部的棋子，
圍棋例子的誤導
使用圍棋這個例子會容易讓人產生一個困惑：既然實際上只有兩個物件（黑、白），那么是如何讓同一個物件即出現在位置A，又出現在位置B的呢？難不成像薛定諤的貓那樣，可以有多種狀態？
實際上這里所謂的共享物件，共享的應該是物件的行為，在圍棋游戲中可以理解為，在畫布上繪制的棋子圖案，每個棋子物件都有個繪制棋子圖案的行為，通過設定不同的外部狀態（落子位置），就棋子的繪圖行為就會在畫布上不同的位置繪制圖案，
享元模式的適用場景
- 系統中有大量物件，
- 這些物件消耗大量記憶體，
- 這些物件的狀態大部分可以外部化，
- 這些物件可以按照內部狀態分為很多組，當把外部物件從物件中剔除出來時，每一組物件都可以用一個物件來代替，
- 系統不依賴于這些物件的身份，這些物件是不可分辨的，
享元模式的優缺點
優點
- 大大減少物件的創建，降低系統的資源占用，提高效率，
- 由于抽離出了外部狀態和內部狀態，外部狀態相對獨立，不會影響到內部狀態，所以享元模式使得享元物件能夠在不同的環境被共享，
缺點 - 增加了系統的復雜度，需要分離出外部狀態和內部狀態，而且外部狀態具有固有化的性質，不應該隨著內部狀態的變化而變化，否則會造成系統的混亂，
- 為了使物件可以共享，享元模式需要將享元物件的狀態外部化，而讀取外部狀態使得運行時間變長，
參考書籍：
王翔著 《設計模式——基于C#的工程化實作及擴展》
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標籤：設計模式
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