享元模式 对象池

参考
C++设计模式——享元模式
享元模式 游戏
设计优化】- 正确使用享元模式

在玩五子棋或象棋的时候，我就想过，腾讯那帮伙计是怎么做的呢？五子棋的棋子有黑白两色，难道每次放一个棋子就new一个对象么？象棋有车、马、相、士、帅、炮和兵，是不是每盘棋都要把所有的棋子都new出来呢？如果真的是每一个棋子都new一个，那么再加上那么多人玩；那要new多少对象啊，如果是这样做的话，我想有多少服务器都是搞不定的，可能QQ游戏大厅会比12306还糟糕。那腾讯那帮伙计是如何实现的呢？那就要说到今天总结的享元模式了。

在GOF的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中对享元模式是这样说的：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

就如上面说的棋子，如果每个棋子都new一个对象，就会存在大量细粒度的棋子对象，这对服务器的内存空间是一种考验，也是一种浪费。我们都知道，比如我在2013号房间和别人下五子棋，2014号房间也有人在下五子棋，并不会因为我在2013号房间，而别人在2014号房间，而导致我们的棋子是不一样的。这就是说，2013号房间和2014号房间的棋子都是一样的，所有的五子棋房间的棋子都是一样的。唯一的不同是每个棋子在不同的房间的不同棋盘的不同位置上。所以，对于棋子来说，我们不用放一个棋子就new一个棋子对象，只需要在需要的时候，去请求获得对应的棋子对象，如果没有，就new一个棋子对象；如果有了，就直接返回棋子对象。这里以五子棋为例子，进行分析，当玩家在棋盘上放入第一个白色棋子时，此时由于没有白色棋子，所以就new一个白色棋子；当另一个玩家放入第一个黑色棋子时，此时由于没有黑色棋子，所以就需要new一个黑色棋子；当玩家再次放入一个白色棋子时，就去查询是否有已经存在的白色棋子对象，由于第一次已经new了一个白色棋子对象，所以，现在不会再次new一个白色棋子对象，而是返回以前new的白色棋子对象；对于黑色棋子，亦是同理；获得了棋子对象，我们只需要设置棋子的不同棋盘位置即可。

另一个典型应用是在SAAS系统中。SAAS即Software As A Service,是目前比较流行的一种软件应用模式。以一个人事管理系统的SAAS软件为例，假设公司甲、乙、丙均为这个SAAS系统的用户，则定义每个公司为这套系统的一个租户。每个公司（租户）又各有100个员工。如果这些公司的所有员工都可以登录这套系统查看自己的收入情况，并且为了系统安全，每个公司（租户）都拥有自己独立的数据库。为了使系统的设计最为合理，在这种情况下，便可以使用享元模式为每个租户分别提供工资查询的接口，而一个公司（租户）下的所有员工可以共享一个查询（因为一个租户下所有的员工数据都存放在一个数据库中，它们共享数据库连接）。这样，系统只需要3个享元实例，就足以应付300个员工的查询请求了。系统的结构图如下：

Paste_Image.png

通过这个实例，还可以进一步了解享元工厂和对象池的重要区别。在一个对象池中，所有的对象都是等价的，任意两个对象在任何使用场景中都可以被对象池中的其他对象代替。而在享元模式中，享元工厂所维护的素有对象都是不同的，任何两个对象间不能相互代替。

//抽象享元：
public interface IReportManager {
    public String createReport();
}
//具体享元类：
public class EmployeeReportManager implements IReportManager{
    @Override
    public String createReport() {
        return "This is a EmployeeReportManager";
    }
}

public class FinancialReportManager implements IReportManager{
    @Override
    public String createReport() {
        return "This is a financial report";
    }
}

//享元工厂：
public class ReportManagerFactory {
    Map financialReportManager =
    new HashMap();
    Map employeeReportManager =
    new HashMap();
    
    public IReportManager getFinancialReportManager(String id){
        IReportManager r = financialReportManager.get(id);
        if(r==null){
            r= new FinancialReportManager();
            financialReportManager.put(id, r);
        }
        return r;
    }
    
    public IReportManager getEmployeelReportManager(String id){
        IReportManager r = employeeReportManager.get(id);
        if(r==null){
            r= new EmployeeReportManager();
            employeeReportManager.put(id, r);
        }
        return r;
    }
}

//Main方法
public static void main(String[] args){
        ReportManagerFactory rmf = new ReportManagerFactory();
        IReportManager rm = rmf.getFinancialReportManager("A");
        System.out.println(rm.createReport());
    }