Java設計模式11——享元模式
一、適用場景
記憶體屬於稀缺資源，不能隨意浪費。如果在一個系統中有很多個完全相同或相似的物件，我們就可以使用享元模式，讓他們共享一份記憶體即可，不必每個都去例項化物件，從而節省記憶體空間。
二、模式核心
享元模式以共享的方式高效的支援大量細粒度物件的重用。
享元物件能做到共享的關鍵是區分了內部狀態和外部狀態。
內部狀態：可以共享，不會隨環境改變而改變。
外部狀態：不可以共享，會隨環境改變而改變。
圍棋例子：
每一個圍棋棋子都是一個物件，並都有如下屬性：
三、享元模式結構
UM類圖：
FlyWeight抽象享元類：通常是一個介面或抽象類，宣告公共方法，這些方法可以向外界提供物件的內部狀態，設定外部狀態。
UnsharedConcreteFlyWeight非共享享元類：不能被共享的子類可以設計為非共享享元類。
ConcreteFlyWeight具體享元類：為內部狀態提供成員變數進行儲存。
FlyWeightFactory享元工廠類：建立並管理享元物件，享元池一般設計為鍵值對。
圍棋程式碼示例：
FlyWeight抽象享元類:
public interface ChessFlyWeight {
String getColor();//獲取顏色，內部狀態
void display(Coordinate c);//展示位置，外部狀態
}
UnSharedConcreteFlyweight 非共享享元類:
/**
* 外部狀態：棋子座標位置
*/
public class Coordinate {
private int x,y;
public Coordinate(int x, int y) {
super();
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;
}
}
ConcreteFlyWeight具體享元類:
class ConcreteChess implements ChessFlyWeight{
private String color;
public ConcreteChess(String color) {
super();
this.color = color;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void display(Coordinate c) {
System.out.println("棋子顏色："+color);
System.out.println("棋子位置"+c.getX()+"-----"+c.getY());
}
}
FlyWeightFactory享元工廠
public class ChessFlyWeightFactory {
//享元池
private static Map<String,ChessFlyWeight> map=new HashMap<String,ChessFlyWeight>();
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;
}
}
}
客戶端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ChessFlyWeight chess1=ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
ChessFlyWeight chess2=ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
System.out.println(chess1);
System.out.println(chess2);
System.out.println("-----增加外部狀態的處理----");
chess1.display(new Coordinate(10,10));
chess2.display(new Coordinate(20,20));
}
}
//輸出結果
flyweight.ConcreteChess@15db9742
flyweight.ConcreteChess@15db9742
-----增加外部狀態----
棋子顏色：黑色
棋子位置10-----10
棋子顏色：黑色
棋子位置20-----20
從上面的輸出結果可看出chess1,chess2兩個物件使用的是同一個記憶體空間，即它們是同一例項。
在JAVA語言中，String型別就是使用了享元模式。String物件是final型別，物件一旦建立就不可改變。在JAVA中字串常量都是存在常量池中的，JAVA會確保一個字串常量在常量池中只有一個拷貝。String a=”abc”，其中”abc”就是一個字串常量。
四、總結
優點：
極大減少記憶體中物件的數量。
相同或相似的物件記憶體只保持一份，極大的節約資源，提高系統性能。
外部狀態相對獨立，不影響內部變化。
缺點：
模式較複雜，使程式邏輯複雜化。
為了節省記憶體，共享了內部狀態，分離出了外部狀態，而讀取外部狀態使執行時間變長。用時間換空間。
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本人13年Java開發經驗及產品研發經驗，BAT背景，曾在多家知名企業擔任技術總監、企業方案選型首席顧問，先後從事核心開發、大型Java系統架構設計和物聯網系統架構設計開發，精通複雜業務技術方案選型、架構、核心難點攻關，對於java語言及專案有非常深入的理解和豐富的實操經驗，熱愛前沿技術，樂於進行技術分享與技術探討。
