享元模式

 面向对象可以非常方便的解决一些扩展性的问题，但是在这个过程中系统务必会产生一些类或者对象，如果系统中存在对象的个数过多时，将会导致系统的性能下降。对于这样的问题解决最简单直接的办法就是减少系统中对象的个数。

  

 一、 模式定义

       所谓享元模式就是运行共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。系统使用少量对象,而且这些都比较相似，状态变化小，可以实现对象的多次复用。

     享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

       在了解享元模式之前我们先要了解两个概念：内部状态、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。

       由于享元模式区分了内部状态和外部状态，所以我们可以通过设置不同的外部状态使得相同的对象可以具备一些不同的特性，而内部状态设置为相同部分。在我们的程序设计过程中，我们可能会需要大量的细粒度对象来表示对象，如果这些对象除了几个参数不同外其他部分都相同，这个时候我们就可以利用享元模式来大大减少应用程序当中的对象。如何利用享元模式呢？这里我们只需要将他们少部分的不同的部分当做参数移动到类实例的外部去，然后再方法调用的时候将他们传递过来就可以了。这里也就说明了一点：内部状态存储于享元对象内部，而外部状态则应该由客户端来考虑。

  

意图：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

主要解决：在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

何时使用： 1、系统中有大量对象。 2、这些对象消耗大量内存。 3、这些对象的状态大部分可以外部化。 4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象来代替。 5、系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

如何解决：用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象。

关键代码：用 HashMap 存储这些对象。

应用实例： 1、JAVA 中的 String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。 2、数据库的数据池。

优点：大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。

缺点：提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

使用场景： 1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。

注意事项： 1、注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。 2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。

 

    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。

package com.otg.jason;

/**
 * Created by jason.guan on 2017/7/22
 */
public abstract class Shape {
    public abstract void draw();
}

 

 

package com.otg.jason;

/**
 * Created by jason.guan on 2017/7/22
 */
public class Circle extends Shape{
    private String color;
    public Circle(String color){
        this.color = color;
    }

    public void draw() {
        System.out.println("画了一个" + color +"的圆形");
    }

}

 

package com.otg.jason;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * Created by jason.guan on 2017/7/22
 */
public class FlyweightFactory{
    static Map<String, Shape> shapes = new HashMap<String, Shape>();

    public static Shape getShape(String key){
        Shape shape = shapes.get(key);
        //如果shape==null,表示不存在,则新建,并且保持到共享池中
        if(shape == null){
            System.out.println("创建了一个新对象:"+key);
            shape = new Circle(key);
            shapes.put(key, shape);
        }
        return shape;
    }

    public static int getSum(){
        return shapes.size();
    }
}

 

package com.otg.jason;

/**
 * Created by jason.guan on 2017/7/22
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Shape shape1 = FlyweightFactory.getShape("红色");
        shape1.draw();

        Shape shape2 = FlyweightFactory.getShape("灰色");
        shape2.draw();

        Shape shape3 = FlyweightFactory.getShape("绿色");
        shape3.draw();

        Shape shape4 = FlyweightFactory.getShape("红色");
        shape4.draw();

        Shape shape5 = FlyweightFactory.getShape("灰色");
        shape5.draw();

        Shape shape6 = FlyweightFactory.getShape("灰色");
        shape6.draw();

        System.out.println("一共绘制了"+FlyweightFactory.getSum()+"种颜色的圆形");
    }
}