享元模式

1.定义：

使用共享对象可有效的支持大量的细粒度的对象。

2.使用场景：

系统中存在大量的相似对象；
需要缓冲池的场景；
细粒度的对象都具备较接近的外部状态，而且内部状态与环境无关，也就是讲对象没有特定身份。

3.UML图

4.详解：

享元模式是对象池的一种体现，是一种结构型设计模式。它用来尽可能减少内存使用量，它适合用于可能存在大量重复对象的场景，来缓存可共享的对象，达到对象共享、避免创建过多对象的效果，即提升性能、避免内存溢出等。
享元对象中的部分状态可以共享，可共享的状态称为内部状态，内部状态不会随着环境变化；不可共享的状态称为外部状态，它们会随着环境的改变而改变。在享元模式中，建立一个对象容器，在经典的享元模式中该容器为Map,它的key是内部状态，value是享元对象本身。客户端程序通过这个内部状态从享元工厂中获取享元对象，如果有缓存则使用缓存对象，否则创建一个享元对象并放入容器中，这样一来，就避免了创建过多对象的问题。
下面就以买票的案例举例：详见代码

public interface Ticket {
        void showTicketInfo(String bunk);
    }

    public static class TrainTicket implements Ticket {
        String from, to, bunk;
        int price;

        public TrainTicket(String from, String to) {
            this.from = from;
            this.to = to;
        }

        @Override
        public void showTicketInfo(String bunk) {
            price = new Random().nextInt(300);
            System.out.println("购买从" + from + "到" + to + "的" + bunk + "火车票，价格" + price + "元");
        }
    }

上面定义了一个车票接口Ticket和火车票具体实现类。接着看车票工厂是如何出票的，代码中列举了两种出票方案，显然，第一种是有问题的，第二种使用了享元模式缓存对象，有效避免了重复对象的创建与销毁：

    public static class TicketFactory {
        //这种做法是极其危险的，如果短时间内有10000人要购from-to的票，会造成大量重复对象的创建，GC对这些对象的回收会很耗资源。
        //如果用户量更大，意味着请求量更大，很可能导致系统变得极其缓慢，甚至可能导致OOM
        public Ticket getTicketInfo(String from, String to) {
            return new TrainTicket(from, to);
        }

        //使用享元模式修改一下，加入缓存容器
        private static Map<String, Ticket> stringTicket = new ConcurrentHashMap<>();

        public static Ticket getTicket(String from, String to) {
            Ticket ticket;
            String key = from + "-" + to;
            if (stringTicket.containsKey(key)) {
                System.out.println("使用缓存 ===>" + key);
                ticket = stringTicket.get(key);
            } else {
                System.out.println("创建对象 ===>" + key);
                ticket = new TrainTicket(from, to);
                stringTicket.put(key, ticket);
            }
            return ticket;
        }
    }

测试代码：

public static void main(String[] args) {
        Ticket ticket0 = TicketFactory.getTicket("杭州", "南京");
        ticket0.showTicketInfo("坐票");

        Ticket ticket1 = TicketFactory.getTicket("杭州", "南京");
        ticket1.showTicketInfo("站票");

        Ticket ticket2 = TicketFactory.getTicket("杭州", "南京");
        ticket2.showTicketInfo("软卧");
        /**
         创建对象 ===>杭州-南京
         购买从杭州到南京的坐票火车票，价格12元
         使用缓存 ===>杭州-南京
         购买从杭州到南京的站票火车票，价格297元
         使用缓存 ===>杭州-南京
         购买从杭州到南京的软卧火车票，价格30元
         */
    }

从输出结果看出，只有第一次查询杭州到南京的车票是new出来的，后面的查询都是使用的缓存对象，避免了重复对象的创建与回收。