结构型模式-享元模式

定义

运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象地复用。它通过已经存在地对象来大幅度减少需要创建地对象数量、避免大量相似对象的开销，从而提高系统资源的利用率

结构

内部状态，即不会随着环境改变而改变的可共享部分
外部状态，指随环境改变而改变的不可以共享的部分。享元模式的实现要领就是区分应用中的这两种状态，并将外部状态外部化

抽象享元（Flyweigth）角色：通常是一个接口或抽象类，在抽象享元类中声明了具体享元类公共的方法，这些方法可以向外界提供享元对象的内部数据（内部状态），同时也可以通过这些方法来设置外部数据（外部状态）
具体享元（Concrete Flyweight）角色：它实现了抽象享元类，成为享元对象；在具体享元类中为内部状态提供了存储空间。通常我们可以结合单例模式来设计具体享元类，为每一个具体享元类提供唯一的享元对象
非享元（Unsharable Flyweight）角色：并不是所有的抽象享元类的子类都需要被共享，不能被共享的子类可设计为非共享具体享元类；当需要一个非共享具体享元类的对象时可以直接通过实例化创建
享元工厂（Flyweight Factory）角色：负责创建和管理享元角色。当客户对象请求一个享元对象时，享元工厂检查系统中是否存在符合要求的享元对象，如果存在则提供给客户；如果不存在，则创建一个新的享元对象

实例代码

在俄罗斯方块这个游戏中，每个不同的方块都是一个实例对象，这些对象就要占用很多的内存空间，下面利用享元模式进行实现

抽象享元角色：

//抽象享元角色
public abstract class AbstractBox {

	//获取图形的方法
	public abstract String getShape();

	//显示图形及颜色
	public void display(String color){
		System.out.println("方块形状：" + getShape() + "，方块颜色：" + color);
	}

}

享元工厂：

//工厂类
//设计为单例
public class BoxFactory {

	private HashMap<String,AbstractBox> map;

	//构造方法中初始化操作
	private BoxFactory(){
		map = new HashMap<>();
		map.put("I",new IBox());
		map.put("L",new LBox());
		map.put("O",new OBox());
	}

	//根据名称获取图形对象
	public AbstractBox getShape(String name){
		return map.get(name);
	}

	//提供方法获取该工厂类对象
	public static BoxFactory getInstance(){
		return factory;
	}

	private static BoxFactory factory = new BoxFactory();

}

具体享元角色：

//I图形类
//具体享元角色
public class IBox extends AbstractBox{
	@Override
	public String getShape() {
		return "I";
	}
}
//L图形类
//具体享元角色
public class LBox extends AbstractBox{
	@Override
	public String getShape() {
		return "L";
	}
}
//O图形类
//具体享元角色
public class OBox extends AbstractBox{
	@Override
	public String getShape() {
		return "O";
	}
}

优缺点

优点：

极大减少内存中相似或相同对象数量，节约斯通资源，提供系统性能
享元模式中的外部状态相对独立，且不影响内部状态

缺点：

为了使对象可以共享，需要将享元对象的部分状态外部化，分离内部状态和外部状态，使程序逻辑复杂

使用场景

一个系统有大量相同或者相似的对象，造成内存的大量耗费
对象的大部分状态都可以被外部化，可以将这些外部状态传入对象中
在使用享元模式时需要维护一个存储享元对象的享元池，而这需要消耗一定的系统资源，因此应当在需要多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式

源码解析

Integer类使用了享元模式

public class Demo {

	public static void main(String[] args) {
		Integer i1 = 127;
		Integer i2 = 127;
		System.out.println("i1和i2对象是否是同一个对象？" + (i1 == i2));

		Integer i3 = 128;
		Integer i4 = 128;
		System.out.println("i3和i4对象是否是同一个对象？" + (i3 == i4));

	}

}

/*
i1和i2对象是否是同一个对象？true
i3和i4对象是否是同一个对象？false
*/

Integer赋值在底层调用了valueOf方法，其方法会判断存入的值是否为缓存中已有的值（-128~127），如果已经有了则直接返回缓存中的数据，如果没有则调用构造方法，创建新的对象

软件设计模式-享元模式

结构型模式-享元模式

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结构

实例代码

优缺点

使用场景

源码解析