设计模式-享元模式

享元模式

摘要：当有大量对象即将被创建时，很可能重复创建相同的对象，如果每使用一次就进行一次对象的创建，那么这些对象就会消耗大量内存。此时我们可以将其中相同的部分抽象出来进行存储，当使用相同对象时就无需创建，直接进行使用就可。

意图：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象
主要解决；需要创建大量对象，防止造成内存溢出
如何解决：用唯一标识码判断，如果内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象
关键代码：用HashMap来对对象进行存储
优点：大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高
缺点：提高系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内存状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。
使用场景：系统有大量对象；需要缓冲池的场景。

代码实现

首先还是像以前一样，用一个Shape来作为要创建的对象的接口。其中，有一个draw方法，用来展示不同对象的动作。

public interface Shape {
    void draw();
}

接着来画一个圆，创建一个Circle类来实现Shape接口，并且实现其中的draw()方法。

public class Circle implements Shape {
    private String color;

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public Circle(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Circle's color is : " + color);
    }
}

接下来就是享元模式的关键代码，那就是进行对象的管理。代码如下所示；

public class ShapeFactory {
    private static final HashMap<String, Shape> circleMap = new HashMap<>();

    public static Shape getCircle(String color) {
        Circle circle = (Circle) circleMap.get(color);

        if (circle == null) {
            circle = new Circle(color);
            circleMap.put(color, circle);
            System.out.println("Add the object of " + color);
        }
        return circle;

    }
}

ShapeFactory的作用主要是对Shape对象进行管理，只不过这里是仅仅对Circle对象进行了处理。但是如果有其他的Shape的实现，可以创建多个对象。主要的思想就是如果在HashMap中有所需的对象，就直接对其进行返回；如果没有该对象，则对其进行创建，并且进行存储，方便后面进行使用。
接下来就是对这个ShapeFactory的使用了。

public class FlyWeightDemo {
    private static final String colors[] = {"green", "red", "blue", "black", "white"};

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Circle circle = (Circle) ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());
            circle.draw();
        }

    }

    private static String getRandomColor() {
        return colors[(int) (Math.random() * colors.length)];
    }
}

通过10次循环，来对5中颜色的对象进行随机调用，主要的实现逻辑还是ShapeFactory的相关实现。FlyWeightDemo的运行结果如下所示：

Add the object of red
Circle's color is : red
Circle's color is : red
Add the object of black
Circle's color is : black
Circle's color is : black
Add the object of blue
Circle's color is : blue
Add the object of white
Circle's color is : white
Circle's color is : red
Add the object of green
Circle's color is : green
Circle's color is : white
Circle's color is : red

可以看到，每当第一次对对象进行调用时，则会对对象进行创建，在时候就不需要再重复进行创建了。当有大量的对象需要创建时，使用享元模式无疑会给我们带来很大的便利。