Java享元模式(FlyWeight)

享元模式

??内存属于稀缺资源，不要随便浪费。如果有很多个完全相同或相似的
对象，我们可以通过享元模式，节省内存.

核心：

1. 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。
2. 享元对象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，不会随环境变化而改变
   ? 外部状态：不可以共享，会随环境变化而改变

案例

围棋软件设计
每个围棋棋子都是一个对象，
有如下属性：

享元模式实现：

1. 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
2. FlyWeight抽象享元类
   ? 通常是一个接口或抽象类，声明公共方法，这些方法可以向外界提供对象
   的内部状态，设置外部状态。
3. ConcreteFlyWeight具体享元类
   ? 为内部状态提供成员变量进行存储
4. 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

享元模式实现的UML图

实现代码

享元类

/*** 享元类* @author 波波烤鸭* @email dengpbs@163.com**/
public interface ChessFlyWeight {
    void setColor(String c);String getColor();void display(Coordinate c);
}/*** 棋子 具体实现类* @author 波波烤鸭* @email dengpbs@163.com**/
class ConcreteChess implements ChessFlyWeight {
    private String color;public ConcreteChess(String color) {
    super();this.color = color;}@Overridepublic void display(Coordinate c) {
    System.out.println("棋子颜色："+color);System.out.println("棋子位置："+c.getX()+"----"+c.getY());}@Overridepublic String getColor() {
    return color;}@Overridepublic void setColor(String c) {
    this.color = c;}
}

外部状态

/*** 外部状态UnSharedConcreteFlyWeight* @author 波波烤鸭* @email dengpbs@163.com**/
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;}
}

享元工厂类

/***享元工厂类* 创建棋子* @author 波波烤鸭* @email dengpbs@163.com**/
public class ChessFlyWeightFactory {
    //享元池 根据颜色保存不同的棋子对象private static Map<String,ChessFlyWeight> map = new HashMap<String, ChessFlyWeight>();public static ChessFlyWeight  getChess(String color){
    // 如果已经存在该颜色的棋子返回if(map.get(color)!=null){
    return map.get(color);}else{
    // 如果享元池中没有该颜色的棋子就创建一个新的返回 并存储在享元池中ChessFlyWeight cfw = new ConcreteChess(color);map.put(color, cfw);return cfw;}}	
}

测试类

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
    ChessFlyWeight chess1 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");ChessFlyWeight chess2 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");ChessFlyWeight chess3 = ChessFlyWeightFactory.getChess("白色");System.out.println(chess1);System.out.println(chess2);System.out.println(chess3);System.out.println("增加外部状态的处理===========");chess1.display(new Coordinate(10, 10));chess2.display(new Coordinate(20, 20));}
}

输出结果:

com.bjsxt.flyweight.ConcreteChess@15db9742
com.bjsxt.flyweight.ConcreteChess@15db9742
com.bjsxt.flyweight.ConcreteChess@6d06d69c
增加外部状态的处理===========
棋子颜色：黑色
棋子位置：10----10
棋子颜色：黑色
棋子位置：20----20

享元模式开发中应用的场景：

??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

优点

1. 极大减少内存中对象的数量
2. 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
3. 外部状态相对独立，不影响内部状态

缺点

1. 模式较复杂，使程序逻辑复杂化
2. 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
   使运行时间变长。用时间换取了空间。