享元模式详解 (附java语言源码)

享元模式（Flyweight Pattern）：

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。（Use sharing to support large numbers offine-grained objects efficiently.）

享元模式核心：

1. 享元模式以共享的方式高效地支持大量细粒度对象的重用。
2. 享元对象能做到共享的关键是区分了内部状态和外部状态。
   • 内部状态：可以共享，不会随环境变化而改变
   • 外部状态：不可以共享，会随环境变化而改变

享元模式的优缺点：
优点：

1. 极大减少内存中对象的数量，
2. 相同或相似对象内存中只存一份，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。用时间换取了空间。

享元模式开发中应用的场景：

1. 享元模式由于其共享的特性，可以在任何“池”中操作，比如：线程池、数据库连接池。
2. String类的设计也是享元模式

享元模式实现：

1. 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
2. FlyWeight抽象享元类：通常是一个接口或抽象类，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。
3. ConcreteFlyWeight具体享元类：为内部状态提供成员变量进行存储
4. 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

案例：比如围棋软件设计，每个围棋棋子都是一个对象，有如下属性：颜色
形状,大小,(这些是可以共享的)称之为：内部状态。而围棋的位置(这些不可以共享)称之为：外部状态。该过程可分为以下5步：

步骤1：定义抽象享元类

/**
 * 享元类
 */
public interface ChessFlyWeight {
	void setColor(String c);
	String getColor();
	void display(Coordinate c);
}

步骤2：定义具体享元类

/**
 * 具体享元类
 */
class ConcreteChess implements ChessFlyWeight {

	private String color;
	
	public ConcreteChess(String color) {
		super();
		this.color = 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());
	}

	@Override
	public String getColor() {
		return color;
	}

	@Override
	public void setColor(String c) {
		this.color = c;
	}
}

步骤3：定义非共享享元类

/**
 * 外部状态 UnSharedConcreteFlyWeight
 */
public class Coordinate {
	private int x,y;

	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;
	}
}

步骤4：定义享元工厂类

/**
 * 享元工厂类
 */
public class ChessFlyWeightFactory {
	//享元池
	private static Map<String,ChessFlyWeight> map = new HashMap<String, ChessFlyWeight>();
	
	public static ChessFlyWeight getChess(String color){
		if(map.get(color)!=null){
			return map.get(color);
		}else{
			ChessFlyWeight cfw = new ConcreteChess(color);
			map.put(color, cfw);
			return cfw;
		}
	}
}

步骤5：测试

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		ChessFlyWeight chess1 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
		ChessFlyWeight chess2 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
		System.out.println(chess1);
		System.out.println(chess2);
		
		System.out.println("增加外部状态的处理===========");
		chess1.display(new Coordinate(10, 10));
		chess2.display(new Coordinate(20, 20));
	}
}

测试结果如下图所示：

如果想了解更多设计模式，可点击：设计模式概述 以及 23种设计模式的介绍