设计模式之享元模式

享元模式（FlyWeight）

　　享元模式是设计模式中少数几个以提高系统性能为目的的设计模式。他的核心思想是：如果一个系统中存在多个相同的对象，那么只需共享一份对象的拷贝，而不必为每一次使用都创建新的对象。

　　在享元模式中，由于需要构造和维护这些可以共享的对象，因此需要一个工厂类用于维护和创建共享对象。

享元模式实现

• 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，即用Map存储
• FlyWeight：抽象享元类
  • 通常是一个接口或者抽象类，声明公开的方法，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
    
    

举例说明

　　如果需要做一款扑克牌游戏（不考虑大小王），扑克总共52张，我们平时可能考虑创建52个不同的对象即可。但是可以发现，这些扑克牌不就是分为四类（红桃：Heart；黑桃：Spade；方块：Diamond；梅花：Club），每类不同的就是牌面A-K。

　　用享元模式设计如下：

　　（1）枚举定义扑克类型

/**
 * CardType 扑克牌类型
 * @author yangkj
 */
public enum CardType {

    //红桃：Heart；黑桃：Spade；方块：Diamond；梅花：Club
    HEART,SPADE,DIAMOND,CLUB
}

　　（2）非共享享元类（这里当然就是牌面）

/**
 * CardBasic 扑克牌牌面
 * @author yangkj*/
public class CardBasic {
    /**
     * 牌面值
     */
    private String numbber;

    public String getNumbber() {
        return numbber;
    }

    public void setNumbber(String numbber) {
        this.numbber = numbber;
    }

    public CardBasic(String numbber) {
        super();
        this.numbber = numbber;
    }

    public CardBasic() {
        super();
    }
}

 　　（3）抽象享元接口 及 具体享元类

/**
 * Card 抽象享元接口
 * @author yangkj*/
public interface Card {void display(CardBasic basic);
}
/** 
 * CardEntity 具体享元类
 * @author yangkj 
 */
class CardEntity implements Card {

    // 共享的属性
    private CardType type;

    @Override
    public void display(CardBasic basic) {
        System.out.println("扑克牌花色："+type);
        System.out.println("扑克牌牌面："+basic.getNumbber());
    }
    public CardEntity(CardType type) {
        super();
        this.type = type;
    }
}

　　（4）享元工厂类

/**
 * CardFactory 享元工厂类
 * @author yangkj*/
public class CardFactory {

    private static Map<String,Card> map = new HashMap<>();
    
    public static Card getCardInstance(CardType type){
        if(null !=map.get(type)){
            return map.get(type);
        }else{
            Card card = new CardEntity(type);
            map.put(type.name(), card);
            return card;
        }
    }
}

　　（5）测试类

    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 创建四种扑克牌花色（共享享元实体）
         */
        Card cardHeart = CardFactory.getCardInstance(CardType.HEART);
        Card cardClub = CardFactory.getCardInstance(CardType.CLUB);
        Card cardDiamond = CardFactory.getCardInstance(CardType.DIAMOND);
        Card cardSpade = CardFactory.getCardInstance(CardType.SPADE);
        /**
         * 创建扑克牌牌面（非共享享元）
         */
        CardBasic basic8 = new CardBasic("8");
        CardBasic basic10 = new CardBasic("10");
        /**
         * 组装
         */
        cardHeart.display(basic8);
        cardDiamond.display(basic8);
        cardClub.display(basic10);
        cardSpade.display(basic10);
    }

　　（6）测试结果

　　

享元模式应用场景

1. 享元模式由于其共享的特性，可以用于”池“，如线程池、数据库连接池
2. String类的设计也是享元模式，我们知道String内容是存放在常量池中

享元模式优缺点

• 优点
  
  • 极大减少内存中对象的数量
  • 相同或相似对象在内存中只存一份，极大节约内存资源，提高了系统性能
  • 外部状态相对独立，不影响内部状态
• 缺点
  • 模式较复杂，会使得程序逻辑变得复杂
  • 为了节省类存，共享了内部状态，分离出外部状态，而读取外部状态使得运行时间变长，用时间换空间