第26章 项目多也别傻做--享元模式

享元模式

享元模式（Flyweight），运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。[DP]

享元模式结构图

图片.png

Flyweight类，它是所有具体享元类的超类或接口，通过这个接口，Flyweight可以接受并作用于外部状态。

public abstract class Flyweight {

    public abstract void operation(int extrinsicstate);

}

ConcreteFlyweight是继承Flyweight超类或实现Flyweight接口，并为内部状态增加存储空间。

public class ConcreteFlyweight extends Flyweight {
    @Override
    public void operation(int extrinsicstate) {
        print("具体Flyweight：" + extrinsicstate);
    }
}

UnSharedConcreteFlyweight是指那些不需要共享的Flyweight子类，因为Flyweight接口共享成为可能，但它并不强制共享。

public class UnSharedConcreteFlyweight extends Flyweight {
    @Override
    public void operation(int extrinsicstate) {
        print("不共享的具体Flyweight："+extrinsicstate);
    }
}

FlyweightFactory,是一个享元工厂，用来创建并管理Flyweight对象。它主要是用来确保合理地共享Flyweight，当用户请求一个Flyweight时，FlyweightFactory对象提供一个已创建的实例或者创建一个（如果不存在的话）。

public class FlyweightFactory {

    private Hashtable flyweights = new Hashtable();

    /**
     * 初始化工厂时，先生成三个实例
     */
    public FlyweightFactory() {
        flyweights.put("X", new ConcreteFlyweight());
        flyweights.put("Y", new ConcreteFlyweight());
        flyweights.put("Z", new ConcreteFlyweight());
    }

    /**
     * 根据客户端请求，获得已生成的实例
     * @param key
     * @return
     */
    public Flyweight getFlyweight(String key) {
        return (Flyweight) flyweights.get(key);
    }
}

测试代码

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 代码外部状态
         */
        int extrinsicstate = 22;

        FlyweightFactory flyweightFactory = new FlyweightFactory();
        Flyweight flyweightX = flyweightFactory.getFlyweight("X");
        flyweightX.operation(--extrinsicstate);
        Flyweight flyweightY = flyweightFactory.getFlyweight("Y");
        flyweightY.operation(--extrinsicstate);
        Flyweight flyweightZ = flyweightFactory.getFlyweight("Z");
        flyweightZ.operation(--extrinsicstate);

        UnSharedConcreteFlyweight unSharedConcreteFlyweight = new UnSharedConcreteFlyweight();
        unSharedConcreteFlyweight.operation(--extrinsicstate);
    }
}

结果显示

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内部状态与外部状态

在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的共享部分，可以称为是享元对象的内部状态，而随环境改变而改变的、不可以共享的状态就是外部状态了。
享元模式可以避免大量非常相似类的开销。在程序设计中，有时需要生成大量细粒度的类实例来表示数据。如果能发现这些实例除了几个参数外基本上都是相同的，有时就能够受大幅度地减少需要实例化的类的数量。如果能把那些参数移到类实例的外面，在方法调用时将它们传递进来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。
也就是说，享元模式Flyweight执行时所需的状态是有内部的也有可能有外部的，内部状态存储于ConcreteFlyweight对象之中，而外部对象则应该考虑由客户端对象存储或计算，当调用Flyweight对象的操作时，将该状态传递给它。

享元模式应用

如果一个应用程序使用了大量的对象，而大量的这些对象造成了很大的存储开销时就应该考虑使用；还有就是对象的大多数状态可以外部状态，如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象，此时可以考虑使用享元模式。
享元模式更多的时候是一种底层的设计模式，但现实中也是有应用的。比如休闲游戏开发中，像围棋、五子棋、跳棋等，它们都有大量的棋子对象。围棋和五子棋只有黑白两色、跳棋颜色略多一些，但也是不太变化的，颜色应该是棋子的内部状态，而各个棋子之间的差别主要就是位置不同，所以方位坐标应该就是棋子的外部状态。