Java設計模式11——享元模式

1、適用場景

　　內存屬於稀缺資源，不能隨意浪費。若是在一個系統中有不少個徹底相同或類似的對象，咱們就可使用享元模式，讓他們共享一分內存便可，沒必要每一個都去實例化對象，從而節省內存空間。

2、模式核心

享元模式以共享的方式高效的支持大量細粒度對象的重用。
享元對象能作到共享的關鍵是區分了內部狀態和外部狀態。
內部狀態：能夠共享，不會隨環境改變而改變。
外部狀態：不能夠共享，會隨環境改變而改變。

圍棋例子：

每個圍棋棋子都是一個對象，並都有以下屬性：

3、享元模式結構

UM類圖：

FlyWeight抽象享元類：一般是一個接口或抽象類，聲明公共方法，這些方法能夠向外界提供對象的內部狀態，設置外部狀態。

UnsharedConcreteFlyWeight非共享享元類：不能被共享的子類能夠設計爲非共享享元類。

ConcreteFlyWeight具體享元類：爲內部狀態提供成員變量進行存儲。

FlyWeightFactory享元工廠類：建立並管理享元對象，享元池通常設計爲鍵值對。

圍棋代碼示例：

FlyWeight抽象享元類:

public interface ChessFlyWeight {
    String getColor();//獲取顏色，內部狀態
    void display(Coordinate c);//展現位置，外部狀態

}

UnSharedConcreteFlyweight 非共享享元類:

/**
 * 外部狀態：棋子座標位置
 */
public class Coordinate {
    private int x,y;

    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;
    }
}

ConcreteFlyWeight具體享元類:

class ConcreteChess implements ChessFlyWeight{
    private String color;

    public ConcreteChess(String color) {
        super();
        this.color = color;
    }

    public String getColor() {

        return color;
    }

    public void display(Coordinate c) {
        System.out.println("棋子顏色："+color);
        System.out.println("棋子位置"+c.getX()+"-----"+c.getY());

    }

}

FlyWeightFactory享元工廠

public class ChessFlyWeightFactory {
    //享元池
    private static Map<String,ChessFlyWeight> map=new HashMap<String,ChessFlyWeight>();

    public static ChessFlyWeight getChess(String color){
        if(map.get(color)!=null){
            return map.get(color);
        }else{
            ChessFlyWeight cfw=new ConcreteChess(color);
            map.put(color, cfw);
            return cfw;
        }
    }
}

客戶端

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        ChessFlyWeight chess1=ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
        ChessFlyWeight chess2=ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
        System.out.println(chess1);
        System.out.println(chess2);

        System.out.println("-----增長外部狀態的處理----");
        chess1.display(new Coordinate(10,10));
        chess2.display(new Coordinate(20,20));

    }

}



//輸出結果
flyweight.ConcreteChess@15db9742
flyweight.ConcreteChess@15db9742
-----增長外部狀態----
棋子顏色：黑色
棋子位置10-----10
棋子顏色：黑色
棋子位置20-----20

從上面的輸出結果可看出chess1,chess2兩個對象使用的是同一個內存空間，即它們是同一實例。

　　在JAVA語言中，String類型就是使用了享元模式。String對象是final類型，對象一旦建立就不可改變。在JAVA中字符串常量都是存在常量池中的，JAVA會確保一個字符串常量在常量池中只有一個拷貝。String a=」abc」，其中」abc」就是一個字符串常量。

4、總結

優勢：

極大減小內存中對象的數量。
相同或類似的對象內存只保持一份，極大的節約資源，提升系統性能。
外部狀態相對獨立，不影響內部變化。
缺點：

模式較複雜，使程序邏輯複雜化。
爲了節省內存，共享了內部狀態，分離出了外部狀態，而讀取外部狀態使運行時間變長。用時間換空間。
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本人13年Java開發經驗及產品研發經驗，BAT背景，曾在多家知名企業擔任技術總監、企業方案選型首席顧問，前後從事內核開發、大型Java系統架構設計和物聯網系統架構設計開發，精通複雜業務技術方案選型、架構、核心難點攻關，對於java語言及項目有很是深刻的理解和豐富的實操經驗，熱愛前沿技術，樂於進行技術分享與技術探討。