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设计模式——享元模式

一、基本概念

1. 定义

享元模式（英语：Flyweight Pattern）是一种软件设计模式。它使用物件用来尽可能减少内存使用量；于相似物件中分享尽可能多的资讯。当大量物件近乎重复方式存在，因而使用大量内存时，此法适用。通常物件中的部分状态(state)能够共享。常见做法是把它们放在数据结构外部，当需要使用时再将它们传递给享元。

2. 优缺点

优点：

  • 相同对象只要保存一份，这降低了系统中对象的数量，从而降低了系统中细粒度对象给内存带来的压力。

缺点：

  • 为了使对象可以共享，需要将一些不能共享的状态外部化，这将增加程序的复杂性；
  • 读取享元模式的外部状态会使得运行时间稍微变长。

3. 结构

  • 抽象享元（Flyweight）角色：是所有的具体享元类的基类，为具体享元规范需要实现的公共接口，非享元的外部状态以参数的形式通过方法传入；
  • 具体享元（Concrete Flyweight）角色：实现抽象享元角色中所规定的接口；
  • 非享元（Unsharable Flyweight）角色：是不可以共享的外部状态，它以参数的形式注入具体享元的相关方法中；
  • 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，享元工厂检査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；如果不存在的话，则创建一个新的享元对象。

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二、代码实现

非享元角色

抽象享元角色是不可以共享的外部状态，它以参数的形式注入具体享元的相关方法中：

package pers.designPattern.flyweight;

public class UnsharedConcreteFlyweight {
    private String info;

    UnsharedConcreteFlyweight(String info) {
        this.info = info;
    }

    public String getInfo() {
        return info;
    }

    public void setInfo(String info) {
        this.info = info;
    }
}

抽象享元角色

抽象享元角色是所有的具体享元类的基类，为具体享元规范需要实现的公共接口，非享元的外部状态以参数的形式通过方法传入：

package pers.designPattern.flyweight;

interface Flyweight {
    public void operation(UnsharedConcreteFlyweight state);
}

具体享元角色

具体享元角色实现抽象享元角色中所规定的接口：

public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
    private String key;

    ConcreteFlyweight(String key) {
        this.key = key;
        System.out.println("具体享元" + key + "被创建！");
    }

    @Override
    public void operation(UnsharedConcreteFlyweight state) {
        System.out.print("具体享元" + key + "被调用，");
        System.out.println("非享元信息是:" + state.getInfo());
    }
}

享元工厂角色

享元工厂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，享元工厂检査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；如果不存在的话，则创建一个新的享元对象：

package pers.designPattern.flyweight;

import java.util.HashMap;

public class FlyweightFactory {
    private HashMap<String, Flyweight> flyweightHashMap = new HashMap<String, Flyweight>();

    public Flyweight getFlyweight(String key) {
        Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweightHashMap.get(key);
        if (flyweight != null) {
            System.out.println("具体享元" + key + "已经存在，被成功获取！");
        } else {
            flyweight = new ConcreteFlyweight(key);
            flyweightHashMap.put(key, flyweight);
        }
        return flyweight;
    }
}

客户类

package pers.designPattern.flyweight;

public class FlyweightClient {
    public static void main(String[] args) {
        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
        Flyweight f01 = factory.getFlyweight("a");
        Flyweight f02 = factory.getFlyweight("a");
        Flyweight f11 = factory.getFlyweight("b");
        Flyweight f12 = factory.getFlyweight("b");
        f01.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第1次调用a。"));
        f02.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第2次调用a。"));
        f11.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第1次调用b。"));
        f12.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第2次调用b。"));
    }
}

运行结果：

具体享元a被创建！
具体享元a已经存在，被成功获取！
具体享元b被创建！
具体享元b已经存在，被成功获取！
具体享元a被调用，非享元信息是:第1次调用a。
具体享元a被调用，非享元信息是:第2次调用a。
具体享元b被调用，非享元信息是:第1次调用b。
具体享元b被调用，非享元信息是:第2次调用b。

参考：

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