设计模式——享元模式

　　享元模式就是通过使用共享的方式，达到高效地支持大量的细粒度对象。它的目的就是节省占用的空间资源，从而实现系统性能的改善。

享元对象的所有状态分成两类：
　　享元对象的第一类状态称为内蕴状态(Internal State)。它不会随环境改变而改变，存储在享元对象内部，因此内蕴状态是可以共享的，对于任何一个享元对象来讲，它的值是完全相同的。
　　享元对象的第二类状态称为外蕴状态(External State)。它会随环境的改变而改变，因此是不可以共享的状态，对于不同的享元对象来讲，它的值可能是不同的。享元对象的外蕴状态必须由客户端保存，在享元对象被创建之后，需要使用的时候再传入到享元对象内部。

实现要素：
抽象享元类（Flyweight）：它是所有具体享元类的超类。为这些类规定出需要实现的公共接口,那些需要外蕴状态的操作可以通过方法的参数传入。抽象享元的接口使得享元变得可能，但是并不强制子类实行共享，因此并非所有的享元对象都是可以共享的。
具体享元类（ConcreteFlyweight）：具体享元类实现了抽象享元类所规定的接口。如果有内蕴状态的话，必须负责为内蕴状态提供存储空间。享元对象的内蕴状态必须与对象所处的周围环境无关，从而使得享元对象可以在系统内共享。有时候具体享元类又称为单纯具体享元类，因为复合享元类是由单纯具体享元角色通过复合而成的。
具体复合享元类（ConcreteCompositeFlyweight）：复合享元类，又叫做不能共享的享元类。一个复合享元对象是由多个单享元对象组成，这些组成的对象是可以共享的，但是复合享元类本身并不能共享。
享元工厂类（FlyweightFactoiy）：享元工厂类负责创建和管理享元对象。当一个客户端对象请求一个享元对象的时候，享元工厂需要检查系统中是否已经有一个符合要求的享元对象，如果已经有了，享元工厂角色就应当提供这个已有的享元对象；如果系统中没有适当的享元对象的话，享元工厂角色就应当创建一个新的合适的享元对象。

适用性：
　　1、一个系统中存在着大量的细粒度对象；
　　2、这些细粒度对象耗费了大量的内存。
　　3、这些细粒度对象的状态中的大部分都可以外部化；
　　4、这些细粒度对象可以按照内蕴状态分成很多的组，当把外蕴对象从对象中剔除时，每一个组都可以仅用一个对象代替。
　　5、软件系统不依赖于这些对象的身份，换言之，这些对象可以是不可分辨的。

优点

　　在于它大幅度地降低内存中对象的数量。

缺点

　　1、享元模式为了使对象可以共享，它需要将部分状态外部化，这使得系统的逻辑变得复杂。
　　2、享元模式将享元对象的部分状态外部化，而读取外部状态使得运行时间会有所加长。

总结

　　满足以上的这些条件的系统可以使用享元对象。最后，使用享元模式需要维护一个记录了系统已有的所有享元的哈希表，也称之为对象池，而这也需要耗费一定的资源。因此，应当在有足够多的享元实例可供共享时才值得使用享元模式。如果只能够节省百八十个对象的话，还是没有必要引入享元模式的，毕竟性价比不高。

实现

　　在网上看到的例子几乎都是举的是关于字母的那个例子。这里就接着造人以后造工具来进行实现。类图如下：

ITool（享元接口）定义：

package com.lidaming.design13.flyweight;
/**
 * 享元接口
 * @author admin
 *
 */
public interface ITool {
    void produce(String ext);
}

ConcreteTool具体工具类（单纯享元类）实现：

package com.lidaming.design13.flyweight;

public class ConcreteTool implements ITool {
    private String name;

    public ConcreteTool(String intenal) {
        this.name = intenal;
    }

    public void produce(String ext) {
        System.out.println("flyweight intenal:" + this.name);
        System.out.println("flyweight ext:" + ext);
    }

}

ConcreteCompositeTool复合工具类（复合享元类）实现：

package com.lidaming.design13.flyweight;

import java.util.HashMap;

public class ConcreteCompositeTool implements ITool {

    HashMap<String, ITool> tools = new HashMap<String, ITool>();

    public void add(String key, ITool tool) {
        tools.put(key, tool);
    }

    public void produce(String ext) {
        ITool tool = null;
        for (String item : tools.keySet()) {
            tool = tools.get(item);
            tool.produce(ext);
        }
    }

}

ToolFactory工具工厂类实现：

package com.lidaming.design13.flyweight;

import java.util.HashMap;
import java.util.List;

public class ToolFactory {
    HashMap<String, ITool> tools = new HashMap<String, ITool>();

    /**
     * 组合享元类
     * 
     * @param compositeNames
     * @return
     */
    public ITool factory(List<String> compositeNames) {
        ConcreteCompositeTool compositeTool = new ConcreteCompositeTool();
        for (String item : compositeNames) {
            compositeTool.add(item, factory(item));
        }
        return compositeTool;
    }

    /**
     * 单纯享元方法
     * 
     * @param intenal
     * @return
     */
    public ITool factory(String intenal) {
        ITool tool = tools.get(intenal);
        if (tool == null) {
            tool = new ConcreteTool(intenal);
            tools.put(intenal, tool);
        }
        return tool;
    }

}

场景类实现：

package com.lidaming.design13.flyweight;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> compositeNames = new ArrayList<String>();
        compositeNames.add("a");
        compositeNames.add("b");
        compositeNames.add("c");
        compositeNames.add("d");

        ToolFactory toolFactory = new ToolFactory();
        ITool compositeTool2 = toolFactory.factory(compositeNames);
        ITool compositeTool1 = toolFactory.factory(compositeNames);
        compositeTool1.produce("ddd");
        
        
        ITool tool1 = toolFactory.factory("e");
        ITool tool2 = toolFactory.factory("e");
        System.out.println("-----------------");
        System.out.println("组合享元类能否共享：" + (compositeTool1 == compositeTool2));
        System.out.println("单纯享元类能否共享：" + (tool1 == tool2));

    }
}

 

参考

http://blog.csdn.net/wanghao72214/article/details/4046182
http://www.cnblogs.com/java-my-life/archive/2012/04/26/2468499.html