设计模式之享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）是池技术的重要实现方式，其定义如下：
  Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently. 即：使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。享元模式的定义为我们提出了两个要求：细粒度对象和共享对象。要求细粒度对象，那么不可避免地使得对象数量多且性质相近，那么我们将这些对象的信息分为两个部分：内部状态（intrinsic）和外部状态（extrinsic）。

• 内部状态。内部状态是对象可共享出来的信息，存储在享元对象内部并且不会随环境的变化而变化。

• 外部状态。外部状态是对象得以依赖的一个标记，是随环境变化而变化的、不可共享的状态。
  享元模式的通用类图如下：

  
  Flyweight.jpg
  

  类图很简单，看一下享元模式角色名称。

• Flyweight 抽象享元角色。简单的说就是一个产品的抽象类，同时定义出对象的内部状态和外部状态。
• ConcreteFlyweight 具体享元角色。具体的一个产品类，实现抽象角色定义的业务。
• UnsharedConcreteFlyweight 不可共享的享元角色。该对象一般不会出现在享元工厂中。
• FlyweightFactory 享元工厂。构造一个池容器，同时提供从池中获得对象的方法。
  享元模式的通用代码如下：

import java.util.HashMap;

//抽象享元角色
public abstract class Flyweight{
    //内部状态
    private String intrinsic;
    //外部状态
    protected final String extrinsic;

    //要求享元角色必须接受外部状态
    public Flyweight(String extrinsic){
        this.extrinsic = extrinsic;
    }

    //定义业务操作
    public abstract void operate();

    //内部状态setter/getter
    public String getIntrinsic() {
        return intrinsic;
    }

    public void setIntrinsic(String intrinsic) {
        this.intrinsic = intrinsic;
    }

}

//具体享元角色1
public class ConcreteFlyweight1 extends Flyweight{
    //接受外部状态
    public ConcreteFlyweight1(String extrinsic) {
        super(extrinsic);
    }

    //根据外部状态进行业务逻辑处理
    @Override
    public void operate() {
        System.out.println("ConcreteFlyweight 1 operate...");
        System.out.println("ConcreteFlyweight 1 extrinsic: " + this.extrinsic);
    }

}

//具体享元角色2
public class ConcreteFlyweight2 extends Flyweight{

    //接受外部状态
    public ConcreteFlyweight2(String extrinsic) {
        super(extrinsic);
    }

    //根据外部状态进行业务逻辑处理
    @Override
    public void operate() {
        System.out.println("ConcreteFlyweight 2 operate...");
        System.out.println("ConcreteFlyweight 2 extrinsic: " + this.extrinsic);
    }

}

public class FlyweightFactory{
    //定义一个池容器
    private static HashMap<String, Flyweight> pool = new HashMap<String, Flyweight>();
    //享元工厂
    public Flyweight getFlyweight(String extrinsic){
        
        //如果池中不存在该对象，根据外部状态创建享元
        if(!pool.containsKey(extrinsic))
            pool.put(extrinsic, new ConcreteFlyweight1(extrinsic));
        //如果池中存在该对象，直接返回
        return pool.get(extrinsic);
    }
}

享元模式的应用

享元模式的优点和缺点

享元模式是一个非常简单的模式，它可以大大地减少应用程序创建的对象，降低程序内存的占用，增强程序的性能，但同时也提高了系统复杂性，需要分离出外部状态和内部状态，且内部状态具有固化特性，不应该随内部状态改变而改变，否则会导致系统的逻辑混乱。

享元模式的使用场景

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

《注》以上内容总结自秦小波-《设计模式之禅》，仅为个人学习笔记。