设计模式——Flyweight(享元)模式

前言

当我们需要使用大量细粒度对象时，如果每个都需要创建实例，可能会浪费大量空间。如果这些对象有共同的内部状态，我们可以考虑使用Flyweight模式。

1 定义

Flyweight：运用共享技术支持大量细粒度的对象。

2 适用性

• 程序使用了大量的对象。
• 使用大量对象造成了存储开销。
• 对象的大多数状态都可以变为外部状态。
• 如果不考虑对象的外部状态，可以使用共享对象代替大量重复的实例对象。
• 应用程序不依赖对象表示，否则对象不应该被共享。

3 结构

3.1 结构图

基本结构图

下面说明了如何共享flyweight

可见创建的共享flyweight，可以有多个客户获取其指针，进而获取其不变的内部状态，进行外部操作。

3.2 参与者

• Flyweight：接口，通过这个接口封装内部状态，可以接受外部状态。
• ShareFlyweight：具体flyweight，可共享的，应该独立于其外部场景。
• UnShareFlyweight：非共享的flyweight，正常可以多次实例化。
• Client：维持flyweight指针；对一个flyweight做一个或多个外部状态计算。

4 Java举例

Integer、Long等类型均使用了内部缓存作为对象共享使用。下面以Integer为例

4.1 Flyweight——Integer

Integer封装基本类型int，增加各种操作。定义如下：

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
    /**
     * A constant holding the minimum value an {@code int} can
     * have, -231.
     */
    @Native public static final int   MIN_VALUE = 0x80000000;

    /**
     * A constant holding the maximum value an {@code int} can
     * have, 231-1.
     */
    @Native public static final int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;
        /**
     * The value of the {@code Integer}.
     *
     * @serial
     */
    private final int value;

主要使用value存储int值。

4.2 FlyweightFactory——Integer

本身可以看作一个工厂，内部_pool就是Integer内部静态类IntegerCache：

通过cache缓存共享对象(范围是-128-127)。如果我们通过需要使用Integer共享对象，只需要调用valueOf(int i)方法即可，该方法是通过缓存cache获取已经存在的对象。

5 总结

当系统存在大量对象，而这里对象存在一些内部状态不经常随着场景变化，则可以考虑拆分对象内部状态和外部状态，从而可以使用flyweight模式创建共享对象，节约存储空间。

参考文献

[1]. 《设计模式》