设计模式GOF23--享元模式

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场景：

  • 内存属性稀缺资源，不要随便浪费。如果有很多个完全相同或相似的对象，我们可以通过享元模式，节省内存。

    核心

  • 享元模式以共享的方式高效的支持大量细粒度对象的重用。
  • 享元对象能做到共享的关键是区分了内部状态和外部状态。
    • 内部状态：可以共享，不会随环境变化而改变
    • 外部状态：不可以共享，会随环境变化而改变

享元模式实现：

  • FlyweightFactory享元工厂类
    • 创建并管理享元对象，享元池一般设计成键值对
  • FlyWeight抽象享元类
    • 通常是一个接口或抽象类，声明公共方法，这些方法可以向外界提供对象的内部状态，设置外部状态。
  • ConcreteFlyWeight具体享元类
    • 为内部状态提供成员变量进行存储
  • UnsharedConcreteFlyWright非共享享元类
    • 不能被共享的子类可以设计为非共享享元类

模型图

代码解析（围棋案例）

围棋棋子共有两种颜色，黑色和白色。他们的大小形状也都一样，唯一不一样的是他们所在棋盘的位置。那么，我们可以将它的颜色作为内部状态，将位置作为外部状态，模拟生成。

抽象享元类和具体享元类

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/**
 * FlyWeight抽象享元类
 */
public interface ChessFlyWeight {
    void setColor(String c);
    String getColor();
    void display(Coordinate c);
}

/**
 * ConcreteFlyWeight具体享元类
 */
class ConcreteChess implements ChessFlyWeight{

    private String color;

    public ConcreteChess(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public void setColor(String c) {
        this.color = c;
    }

    @Override
    public String getColor() {
        return color;
    }

    @Override
    public void display(Coordinate c) {
        System.out.println("棋子颜色："+color);
        System.out.println("棋子位置:"+c.getX()+"==="+c.getY());
    }
}

FlyweightFactory享元工厂类

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/**
 * 享元工厂类
 */
public  class ChessFlyWeightFactory {
    //享元池对象
    private static Map<String,ChessFlyWeight> map = new HashMap<>();

    public static ChessFlyWeight getChess(String color){
        if(map.get(color)!= null){
            return map.get(color);
        }else{
            ChessFlyWeight cfw = new ConcreteChess(color);
            map.put(color,cfw);
            return cfw;
        }
    }
}

UnsharedConcreteFlyWright非共享享元类

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/**
 * 外部状态
 */
public class Coordinate {
    private int x,y;

    public Coordinate(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public int getX() {
        return x;
    }

    public void setX(int x) {
        this.x = x;
    }

    public int getY() {
        return y;
    }

    public void setY(int y) {
        this.y = y;
    }
}

调用

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ChessFlyWeight chessFlyWeight1 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
        ChessFlyWeight chessFlyWeight2 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
        System.out.println(chessFlyWeight1);
        System.out.println(chessFlyWeight2);

        System.out.println("增加外部状态的处理============");
        chessFlyWeight1.display(new Coordinate(10,10));
        chessFlyWeight2.display(new Coordinate(20,20));

    }
}
结果：
com.kid.flyweight.ConcreteChess@4554617c
com.kid.flyweight.ConcreteChess@4554617c
增加外部状态的处理============
棋子颜色：黑色
棋子位置:10============10
棋子颜色：黑色
棋子位置:20============20

享元模式开发中应用的场景：

  • 享元模式由于其共享的特性，可以在任何池中操作，比如：线程池、数据库连接池。
  • String类的设计也是享元模式

优点

  • 极大减少内存中对象的数量
  • 相同或相似的对象内存中只存在一份，极大的节约资源，提高系统性能
  • 外部状态相对独立，不影响内部状态

缺点

  • 模式较复杂，是程序逻辑复杂化
  • 为了节省内存，共享了内部状态，分离出外部状态，而读取外部状态使运行时间边长。用时间换取了空间。
注：该博文为学习总结，视频来源为高淇java300集