一、享元模式介绍

享元模式（FlyWeight）：运用共享技术有效的支持大量细粒度对象的重用。

应用场景：如果项目中有很多完全相同或相似的对象，则可以使用享元模式，节省内存。

享元对象能做到共享的关键就是区分了内部状态和外部状态。

内部状态：可以共享，不会随环境变化而变化

外部状态：不可以共享，会随环境变化而变化

享元模式UML图

FlyweightFactory（享元工厂类）：创建并管理享元对象，享元池一般设计成键值对

FlyWeight（抽象享元类）：通常是一个接口或者抽象类，声明公共方法，这些方法可以向外界提供对象的内部状态，设置外部状态。

ConcreteFlyWeight（具体享元类）：为内部状态提供成员变量进行存储

UnsharedConcreteFlyWeight（非共享享元类）：不能被共享的子类可以设计为非共享享元类

例如：围棋中的享元模式，在围棋中，所有的白色或黑色的（形状、大小，颜色都一样）只是位置不同，那像这样的情况，可以使用享元模式。

把颜色、形状、大小给共享出来（内部状态）。位置不共享（外部状态）

 

二、享元模式代码实现

将棋子例子用代码实现

FlyWeight（抽象享元类）：

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/**
  * 享元类接口：可以共享的有颜色，大小，形状
  * FlyWeight（抽象享元类）：通常是一个接口或者抽象类，声明公共方法，
  * 这些方法可以向外界提供对象的内部状态，设置外部状态。
  */
public  interface  ChessFlyWeight {
     //这里只设置一个颜色,大小和形状省略
     void  setColor(String c);
     String getColor();
     void  display(Coordinate c); //显示棋子
}

ConcreteFlyWeight（具体享元类）：为内部状态提供成员变量进行存储

 

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//享元的具体实现：ConcreteFlyWeight（具体享元类）：为内部状态提供成员变量进行存储
class  concreteFlyWeight  implements  ChessFlyWeight{
     private  String color; //这里就是为内部状态提供成员变量进行存储
     //构造的时候初始化color属性
     public  concreteFlyWeight(String color) {
         super ();
         this .color = color;
     }
     @Override
     public  void  setColor(String c) {
         this .color = c;
     }
     @Override
     public  String getColor() {
         return  color;
     }
     @Override
     public  void  display(Coordinate c) {
         System.out.println( "棋子颜色：" +color);
         System.out.println( "棋子位置：(" +c.getX()+ "," +c.getY()+ ")" );
     }
}

UnsharedConcreteFlyWeight（非共享享元类）：不能被共享的子类可以设计为非共享享元类

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/**
  * 坐标类（外部状态）：棋子位置
  * UnsharedConcreteFlyWeight（非共享享元类）：不能被共享的子类可以设计为非共享享元类
  */
public  class  Coordinate {
     private  int  x,y; //坐标位置
     public  Coordinate( int  x,  int  y) {
         super ();
         this .x = x;
         this .y = y;
     }
     public  int  getX() {
         return  x;
     }
     public  void  setX( int  x) {
         this .x = x;
     }
     public  int  getY() {
         return  y;
     }
     public  void  setY( int  y) {
         this .y = y;
     }
}

定义一个FlyweightFactory（享元工厂类）：

 

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/**
  * 享元工厂
  * FlyweightFactory（享元工厂类）：创建并管理享元对象，享元池一般设计成键值对
  */
public  class  ChessFlyWeightFactory {
     //享元池：存放享元对象
     private  static  Map<String,ChessFlyWeight> map =  new  HashMap<String,ChessFlyWeight>();
     //提供一个享元工厂:创建和管理棋子
     public  static  ChessFlyWeight getChess(String color){
         if  (map.get(color) !=  null  ) {
             return  map.get(color);
         } else {
             ChessFlyWeight chess =  new  concreteFlyWeight(color);
             map.put(color, chess);
             return  chess;
         }
     }  
}

测试享元模式代码：

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public  static  void  main(String[] args) {
     ChessFlyWeight chess1 = ChessFlyWeightFactory.getChess( "黑色" ); //黑1
     ChessFlyWeight chess2 = ChessFlyWeightFactory.getChess( "黑色" ); //黑2
     System.out.println(chess1==chess2); //结果为true，相同或相似对象内存中只存在一份
      
     //使用享元的外部状态
     chess1.display( new  Coordinate( 10 ,  10 )); //黑1在10,10的位置
     chess2.display( new  Coordinate( 20 ,  20 )); //黑2在20,20的位置
      
}

结果为：

                true

                棋子颜色：黑色

                棋子位置：(10,10)

                棋子颜色：黑色

                棋子位置：(20,20)

 

 

三、享元模式应用场景

享元模式开发中应用场景：

比如线程池，数据库连接池，这些都利用享元模式共享了部分属性，在池中操作。

String类的设计也是享元模式

优点：

1.极大的减少内存中对象的数量

2.相同或相似对象内存中只存在一份，极大的节约资源，提高系统性能

3.外部状态相对独立，不影响内部状态

缺点：

1.模式较复杂，使程序逻辑复杂化

2.为了节省内存，共享了内部状态，分离出外部状态，而读取外部状态使运行时间变长。