设计模式GOF23——享元模式

享元模式(FlyWeight）是结构性模式的一种。结构型模式的核心作用是从程序的结构上实现低耦合，从而可以扩大整体的类结构，用来解决更大的问题。

模式的使用场景

内存属于稀缺资源，不能随便浪费。如果有很多个完全相同或类似的对象，我们可以使用享元模式，节省内存。

模式的核心

享元模式以共享的方式高效地支持大量细粒度对象的重用。

相约模式能做到共享的关键是区分了内部状态和外部状态：

内部状态：可以共享，不会岁环境变化而变化。

外部状态：不可以共享，会随环境变化而变化。

模式的角色

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：通常是一个接口或抽象类，声明公共方法，这些方法可以定性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非公共享元类：不能被共享的子类可以被设置为非共享元类。

模式的实现

//模式角色：FlyweightFactory享元工厂类
public class ChessFlyWeightFactory {
//享元对象的实例用map的键值对方式保存
private static Map <String,ChessFlyWeight> map = new HashMap <String,ChessFlyWeight>();
//获得棋子的方式
public static  ChessFlyWeight getChess(String color){
if(map.get(color)!= null){
return map.get(color);
}else{
ChessFlyWeight cfw = new ConCrete(color);
map.put(color, cfw);
return cfw;
}
}
}
//模式角色UnsharedConcreteFlyWeight非公共享元类
public class Coordinate {
//棋子的位置。
private int x,y;
public Coordinate(int x,int y){
super();
this.x = x;
this.y = y;
}
//非公共享元类的值和方法
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;
}
}
//模式角色FlyWeight抽象享元类
public interface ChessFlyWeight {
String getColor();
void setColor(String color);
void display(Coordinate c);
}
//模式角色ConcreteFlyWeight具体享元类
class ConCrete implements ChessFlyWeight{
private String color;
public ConCrete(String color){
super();
this.color = color;
}
//享元方法的实现
public void display(Coordinate c) {
System.out.println("这颗其实棋子在"+c.getX()+","+c.getY());
System.out.println("这颗棋子是"+color+"色");

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

}
//客户端调用
public class Client {

public static void main(String[] args) {
//运用工厂创建对象
ChessFlyWeight chess1 = ChessFlyWeightFactory.getChess("black");
ChessFlyWeight chess2 = ChessFlyWeightFactory.getChess("white");
//用相关的方法去绑定相应的非享元类。
chess1.display(new Coordinate(10,10));
chess2.display(new Coordinate(20,20));
}

}

模式的使用场景

享元模式由于其共享的特性，可以在任何“池”中操作，比如：线程池、数据库连接池。

String类的设计也是享元模式。

模式的优缺点

优点：

极大减少内存中对象的数量

相同或相似对象内存中只存一份，极大的节约资源，提高系统性能

外部状态相对独立，不影响内部状态

缺点：

模式较复杂，使程序逻辑复杂化

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边长，用时间换取了空间。