设计模式22-享元模式

一享元模式的定义

享元模式（Flyweight Pattern）是池技术的重要实现方式，其定义如下：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：细粒度的对象和共享对象。我们知道分配太多的对象到应用程序中将有损程序的性能，同时还容易造成内存溢出，那怎么避免呢？就是享元模式提到的共享技术。我们先来了解一下对象的内部状态和外部状态。
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，那我们就将这些对象的信息分为两个部分：内部状态（intrinsic）与外部状态（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改变而改变，如我们例子中的id、postAddress等，它们可以作为一个对象的动态附加信息，不必直接储存在具体某个对象中，属于可以共享的部分。

外部状态：外部状态是对象得以依赖的一个标记，是随环境改变而改变的、不可以共享的状态，如我们例子中的考试科目+考试地点复合字符串，它是一批对象的统一标识，是唯一的一个索引值。

通用类图如下：

Flyweight——抽象享元角色：它简单地说就是一个产品的抽象类，同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。
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。该角色中需要注意的是内部状态处理应
该与环境无关，不应该出现一个操作改变了内部状态，同时修改了外部状态，这是绝对不允
许的。
unsharedConcreteFlyweight——不可共享的享元角色：不存在外部状态或者安全要求（如线程安全）不能够使用共享技术的对象，该对象一般不会出现在享元工厂中。
FlyweightFactory——享元工厂：职责非常简单，就是构造一个池容器，同时提供从池中获得对象的方法。享元模式的目的在于运用共享技术，使得一些细粒度的对象可以共享，我们的设计确实也应该这样，多使用细粒度的对象，便于重用或重构。

享元角色：

package com.jack.enjoy;

/**
 * Created by jack on 2018/1/30.
 * 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();
        // 内部状态的 getter/setter
        public String getIntrinsic() {
            return intrinsic;
        }
        public void setIntrinsic(String intrinsic) {
            this.intrinsic = intrinsic;
        }
}

具体享元角色：

package com.jack.enjoy;

/**
 * Created by jack on 2018/1/30.
 * 具体享元角色
 */
public class ConcreteFlyweight1 extends Flyweight{
    // 接受外部状态
    public ConcreteFlyweight1(String _Extrinsic){
        super(_Extrinsic);
    }

    /**
     * 根据外部状态进行逻辑处理
     */
    @Override
    public void operate() {
        //业务处理逻辑
    }
}

package com.jack.enjoy;

/**
 * Created by jack on 2018/1/30.
 * 具体享元角色
 */
public class ConcreteFlyweight2 extends Flyweight{
    // 接受外部状态
    public ConcreteFlyweight2(String _Extrinsic){
        super(_Extrinsic);
    }

    /**
     * 根据外部状态进行逻辑处理
     */
    @Override
    public void operate() {
        //业务处理逻辑
    }
}

package com.jack.enjoy;

import java.util.HashMap;

/**
 * Created by jack on 2018/1/30.
 * 享元工厂
 */
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 static Flyweight getFlyweight(String Extrinsic){
        // 需要返回的对象
        Flyweight flyweight = null;
        // 在池中没有该对象
        if(pool.containsKey(Extrinsic)){
            flyweight = pool.get(Extrinsic);
        }else{
            // 根据外部状态创建享元对象
            flyweight = new ConcreteFlyweight1(Extrinsic);
            // 放置到池中
            pool.put(Extrinsic, flyweight);
        }
        return flyweight;     }
}

二享元模式的应用

1，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，但它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，而且外部状态具有固化特性，不应该随内部状态改变而改变，否则导致系统的逻辑混乱。

2，享元模式的使用场景

在如下场景中则可以选择使用享元模式。
1）系统中存在大量的相似对象。
2）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，也就是说对象没有特定身份。
3）需要缓冲池的场景。