该项目源码地址：https://github.com/lastwhispers/code/tree/master/java-basic/design-pattern
（设计模式相关代码与笔记）

1. 定义

提供了减少对象数且从而改善应用所需的对象结构的方式。运用共享技术有效地支持大是细粒度的对象。

2. 适用场景

• 常常应用于系统底层的开发，以便解决系统的性能问题。
• 系统有大量相似对象、需要缓冲池的场景。

比如：String常量池、Integer常量池、数据库连接池、线程池

3. 类图与角色

享元模式类图

享元模式存在如下几个角色：

Flyweight：抽象享元类。所有具体享元类的超类或者接口，通过这个接口，Flyweight可以接受并作用于外部专题 。

ConcreteFlyweight：具体享元类。指定内部状态，为内部状态增加存储空间。

UnsharedConcreteFlyweight：非共享具体享元类。指出那些不需要共享的Flyweight子类。

FlyweightFactory：享元工厂类。用来创建并管理Flyweight对象，它主要用来确保合理地共享Flyweight，当用户请求一个Flyweight时，FlyweightFactory就会提供一个已经创建的Flyweight对象或者新建一个（如果不存在）。

享元模式的核心在于享元工厂类，享元工厂类的作用在于提供一个用于存储享元对象的享元池，用户需要对象时，首先从享元池中获取，如果享元池中不存在，则创建一个新的享元对象返回给用户，并在享元池中保存该新增对象。

4. 内部状态与外部状态

内部状态：在享元对象内部不随外界环境改变而改变的共享部分

外部状态：随着环境的改变而改变，不能够共享的状态就是外部状态

5. 相关设计模式

享元模式和代理模式

• 代理模式生成的代理类，可以使用享元模式来生成代理类。

享元模式和单例模式

• 享元模式可以再次创建对象，也可以取缓存对象。单例模式则是严格控制只有一个实例对象。
• 享元模式可以通过自己实现对外部的单例，也可以在需要的使用创建更多的对象。单例模式是自身控制，需要增加不属于该对象本身的逻辑。

6. 模式实例

背景：公司要求各个部门的管理者做一下年底总结报告，如果这些报告都已经生成过了，那么我们就没有必要再去new一个了；我们通过这么一个场景来体现一下享元模式：

6.1 模式基本结构

抽象享元类 有一个员工接口：

public interface Employee {
    void report();
}

具体享元类 还有一个经理类：

public class Manager implements Employee {

    private String department;
    private String reportContent;

    public Manager(String department) {
        this.department = department;
    }
    /** 我们可以在外部来重置年终报告 */
    public void setReportContent(String reportContent) {
        this.reportContent = reportContent;
    }

    @Override
    public void report() {
        System.out.println(reportContent);
    }
}

享元工厂类 还有一个经理工厂类：

public class EmployeeFactory {
    /**
     * 定义一个池容器
     */
    private static final Map<String, Employee> EMPLOYEE_MAP = new HashMap<>();

    /**
     * 享元工厂
     *
     * @param department
     * @return
     */
    public static Employee getManager(String department) {
        Manager manager = (Manager) EMPLOYEE_MAP.get(department);
        if (manager == null) {
            manager = new Manager(department);
            System.out.print("创建部门经理" + department);
            String reportContent = department + "部门汇报:此次报告的主要内容是......";
            manager.setReportContent(reportContent);
            System.out.println(" 创建报告" + reportContent);
            //享元工厂
            EMPLOYEE_MAP.put(department, manager);
        }
        return manager;
    }
}

测试：

public class Test {
    private static final String departments[] = {"RD","QA","PM","BD"};

    public static void main(String[]args){
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String department = departments[(int) (Math.random() * departments.length)];
            Manager manager = (Manager) EmployeeFactory.getManager(department);
            manager.report();
        }    
    }
}

测试结果：

测试结果

此时类图：

类图

6.2 内部状态与外部状态

内部状态：在享元对象内部不随外界环境改变而改变的共享部分
外部状态：随着环境的改变而改变，不能够共享的状态就是外部状态
对于Manager雷，成员变量department就是外部状态，随着Manager的变化而变化。title是内部状态，Manager怎么变，title也不会变化。

public class Manager implements Employee {
    /**
     * 内部状态
     */
    private String title = "部门经理";
    /**
     * 外部状态
     */
    private String department;
    private String reportContent;

    public Manager(String department) {
        this.department = department;
    }

    /**
     * 我们可以在外部来重置年终报告
     */
    public void setReportContent(String reportContent) {
        this.reportContent = reportContent;
    }

    @Override
    public void report() {
        System.out.println(reportContent);
    }
}

7. 优缺点

优点：

• 减少对象的创建，降低内存中对象的数量，降低系统的内存，提高效率
• 减少内存之外的其他资源占用

缺点：

• 享元的对象无法拥有独立的行为
• 关注内/外部状态、关注线程安全问题
• 使系统、程序的逻辑复杂化

8. 模式总结

1、享元模式可以极大地减少系统中对象的数量。但是它可能会引起系统的逻辑更加复杂化。
2、享元模式的核心在于享元工厂，它主要用来确保合理地共享享元对象。
3、内部状态为不变共享部分，存储于享元享元对象内部，而外部状态是可变部分，它应由客户端来负责。

9. 扩展-JDK1.7以及框架源码中的享元模式

9.1 Integer类里面的valueOf方法与IntegerCache；
valueOf方法与IntegerCache分析
9.2 tomcat的连接池：GenericObjectPoolConfig
org.apache.commons.pool2.impl.GenericKeyedObjectPool