设计模式学习笔记---享元模式FlyWeight pattern（Java版）

一、场景

内存属于稀缺资源，不要随便浪费。如果有很多个完全相同或相似的对象，我们可一通过享元模式，节省内存。

围棋软件设计

每个围棋棋子都是一个对象，有如下属性：

可以共享（内部状态）：

颜色

形状

大小

不可以共享（外部状态）：

位置

二、实质

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。

享元对象能做到共享的关键是区分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。

三、实现

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

四、示例

package com.lgd.FlyWeight;

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

/**
 * 共享享元类
 * @author liguodong
 *
 */
class ConcreteChess implements ChessFlyWeight{

	private String color;
	
	public ConcreteChess(String color) {
		super();
		this.color = color;
	}
	
	@Override
	public void setColor(String c) {
		// TODO Auto-generated method stub
		this.color = c;
	}
	@Override
	public String getColor() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return color;
	}

	@Override
	public void display(Coordinate c) {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("棋子颜色"+color);
		System.out.println("棋子位置"+c.getX()+"----"+c.getY());
	}
	
}

package com.lgd.FlyWeight;

/**
 * 外部状态UnSharedConcreteFlyWeight
 * @author liguodong
 *
 */
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;
	}
}

package com.lgd.FlyWeight;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class ChessFlyWeightFactory {
	//享元池     容器
	private static Map map = new HashMap();
	public static ChessFlyWeight getChess(String color)
	{
		if(map.get(color)!=null)
		{
			return map.get(color);
		}else{
			ChessFlyWeight chessFlyWeight = new ConcreteChess(color);
			map.put(color, chessFlyWeight);
			return chessFlyWeight;
		}
	}
}

package com.lgd.FlyWeight;

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));
	}
}

运行结果：

com.lgd.FlyWeight.ConcreteChess@19bbd86
com.lgd.FlyWeight.ConcreteChess@19bbd86
增加外部状态的处理========
棋子颜色黑色
棋子位置10----10
棋子颜色黑色
棋子位置20----20

五、应用场景

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。

String类的设计也是享元模式。

六、总结

优点：

极大地减少了内存中对象的数量、

相同或相似对象内存中只存一份，极大地节约资源，提高系统性能。

外部状态相对独立，不影响内部状态。

缺点：

模式较复杂，是程序逻辑复杂化。

为了节约内存，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。