享元模式（FlyWeight）
一、享元模式介绍
享元模式（FlyWeight）：运用共享技术有效的支持大量细粒度对象的重用。
应用场景：如果项目中有很多完全相同或相似的对象，则可以使用享元模式，节省内存。
享元对象能做到共享的关键就是区分了内部状态和外部状态。
内部状态：可以共享，不会随环境变化而变化
外部状态：不可以共享，会随环境变化而变化
享元模式UML图
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）：通常是一个接口或者抽象类，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
例如：围棋中的享元模式，在围棋中，所有的白色或黑色的（形状、大小，颜色都一样）只是位置不同，那像这样的情况，可以使用享元模式。
把颜色、形状、大小给共享出来（内部状态）。位置不共享（外部状态）
二、享元模式代码实现
将棋子例子用代码实现
FlyWeight（抽象享元类）：
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/** * 享元类接口：可以共享的有颜色，大小，形状 * FlyWeight（抽象享元类）：通常是一个接口或者抽象类，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。 */public interface ChessFlyWeight { //这里只设置一个颜色,大小和形状省略 void setColor(String c); String getColor(); void display(Coordinate c);//显示棋子} |
ConcreteFlyWeight（具体享元类）：为内部状态提供成员变量进行存储
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//享元的具体实现：ConcreteFlyWeight（具体享元类）：为内部状态提供成员变量进行存储class concreteFlyWeight implements ChessFlyWeight{ private String color;//这里就是为内部状态提供成员变量进行存储 //构造的时候初始化color属性 public concreteFlyWeight(String color) { super(); this.color = color; } @Override public void setColor(String c) { this.color = c; } @Override public String getColor() { return 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()+")"); }} |
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
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/** * 坐标类（外部状态）：棋子位置 * 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 */public class Coordinate { private int x,y;//坐标位置 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; }} |
定义一个FlyweightFactory（享元工厂类）：
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/** * 享元工厂 * 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 */public class ChessFlyWeightFactory { //享元池：存放享元对象 private static Map<String,ChessFlyWeight> map = new HashMap<String,ChessFlyWeight>(); //提供一个享元工厂:创建和管理棋子 public static ChessFlyWeight getChess(String color){ if (map.get(color) != null ) { return map.get(color); }else{ ChessFlyWeight chess = new concreteFlyWeight(color); map.put(color, chess); return chess; } } } |
测试享元模式代码：
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public static void main(String[] args) { ChessFlyWeight chess1 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");//黑1 ChessFlyWeight chess2 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");//黑2 System.out.println(chess1==chess2);//结果为true，相同或相似对象内存中只存在一份 //使用享元的外部状态 chess1.display(new Coordinate(10, 10));//黑1在10,10的位置 chess2.display(new Coordinate(20, 20));//黑2在20,20的位置 } |
结果为：
true
棋子颜色：黑色
棋子位置：(10,10)
棋子颜色：黑色
棋子位置：(20,20)
三、享元模式应用场景
享元模式开发中应用场景：
比如线程池，数据库连接池，这些都利用享元模式共享了部分属性，在池中操作。
String类的设计也是享元模式
优点：
1.极大的减少内存中对象的数量
2.相同或相似对象内存中只存在一份，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。
参考资料：
大话设计模式(带目录完整版).pdf
HEAD_FIRST设计模式（中文版）.pdf
尚学堂_高淇_java300集最全视频教程_【GOF23设计模式】
