一、基礎(chǔ)簡(jiǎn)介

1、定義

運(yùn)用共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)顆粒度的對(duì)象。主要用于減少創(chuàng)建對(duì)象的數(shù)量，以減少內(nèi)存占用和提高性能。這種類(lèi)型的設(shè)計(jì)模式屬于結(jié)構(gòu)型模式。

2、使用場(chǎng)景

• 1、系統(tǒng)中有大量對(duì)象。
• 2、這些對(duì)象消耗大量?jī)?nèi)存。
• 3、這些對(duì)象的狀態(tài)大部分可以外部化。
• 4、這些對(duì)象可以按照內(nèi)蘊(yùn)狀態(tài)分為很多組，當(dāng)把外蘊(yùn)對(duì)象從對(duì)象中剔除出來(lái)時(shí)，每一組對(duì)象都可以用一個(gè)對(duì)象來(lái)代替。
• 5、系統(tǒng)不依賴(lài)于這些對(duì)象身份，這些對(duì)象是不可分辨的。

3、優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 可以極大減少內(nèi)存中對(duì)象的數(shù)量，使得相同或相似對(duì)象在內(nèi)存中只保存一份，從而可以節(jié)約系統(tǒng)資源，提高系統(tǒng)性能。
• 享元模式的外部狀態(tài)相對(duì)獨(dú)立，而且不會(huì)影響其內(nèi)部狀態(tài)，從而使得享元對(duì)象可以在不同的環(huán)境中被共享

缺點(diǎn)：提高了系統(tǒng)的復(fù)雜度，需要分離出外部狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)，而且外部狀態(tài)具有固有化的性質(zhì)，不應(yīng)該隨著內(nèi)部狀態(tài)的變化而變化，否則會(huì)造成系統(tǒng)的混亂。

4、模式結(jié)構(gòu)分析

• Flyweight（抽象享元類(lèi)）：通常是一個(gè)接口或抽象類(lèi)，在抽象享元類(lèi)中聲明了具體享元類(lèi)公共的方法，這些方法可以向外界提供享元對(duì)象的內(nèi)部數(shù)據(jù)（內(nèi)部狀態(tài)），同時(shí)也可以通過(guò)這些方法來(lái)設(shè)置外部數(shù)據(jù)（外部狀態(tài)）。
• ConcreteFlyweight（具體享元類(lèi)）：它實(shí)現(xiàn)了抽象享元類(lèi)，其實(shí)例稱(chēng)為享元對(duì)象；在具體享元類(lèi)中為內(nèi)部狀態(tài)提供了存儲(chǔ)空間。通常我們可以結(jié)合單例模式來(lái)設(shè)計(jì)具體享元類(lèi)，為每一個(gè)具體享元類(lèi)提供唯一的享元對(duì)象。
• UnsharedConcreteFlyweight（非共享具體享元類(lèi)）：并不是所有的抽象享元類(lèi)的子類(lèi)都需要被共享，不能被共享的子類(lèi)可設(shè)計(jì)為非共享具體享元類(lèi)；當(dāng)需要一個(gè)非共享具體享元類(lèi)的對(duì)象時(shí)可以直接通過(guò)實(shí)例化創(chuàng)建。
• FlyweightFactory（享元工廠類(lèi)）：享元工廠類(lèi)用于創(chuàng)建并管理享元對(duì)象，它針對(duì)抽象享元類(lèi)編程，將各種類(lèi)型的具體享元對(duì)象存儲(chǔ)在一個(gè)享元池中，享元池一般設(shè)計(jì)為一個(gè)存儲(chǔ)“鍵值對(duì)”的集合（也可以是其他類(lèi)型的集合），可以結(jié)合工廠模式進(jìn)行設(shè)計(jì)；當(dāng)用戶請(qǐng)求一個(gè)具體享元對(duì)象時(shí)，享元工廠提供一個(gè)存儲(chǔ)在享元池中已創(chuàng)建的實(shí)例或者創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例（如果不存在的話），返回新創(chuàng)建的實(shí)例并將其存儲(chǔ)在享元池中。

二、實(shí)例實(shí)現(xiàn)

1、實(shí)例場(chǎng)景

比如“五子棋”，有白色和黑色的棋子：

• 棋子：就是一個(gè) Flyweight（抽象享元類(lèi)）
• 棋子的顏色：就屬于“內(nèi)部狀態(tài)”
• 棋子的位置：就屬于“外部狀態(tài)”
• 白棋和黑棋，就是ConcreteFlyweight（具體享元類(lèi)）
• 而壞了的棋子，就是UnsharedConcreteFlyweight（非共享具體享元類(lèi)）
• 五子棋加工廠，就是 FlyweightFactory（享元工廠類(lèi)）

2、“五子棋”：Flyweight（抽象享元類(lèi)）

package com.mfc.design.享元模式.實(shí)例;

/**
 * @author MouFangCai
 * @date 2019/10/25 14:29
 *
 * @description 五子棋棋子類(lèi)：Flyweight（抽象享元類(lèi)）
 */
public abstract class Chessman_Flyweight {

    public abstract void display();
    // 通過(guò)該接口，F(xiàn)lyweight可以接受并作用于外部狀態(tài)
    public abstract void display(Coord_Extrinsic extrinsic);
}

3、外部狀態(tài)類(lèi)

package com.mfc.design.享元模式.實(shí)例;

import lombok.Data;

/**
 * @author MouFangCai
 * @date 2019/10/25 14:33
 * @description 棋子的外部屬性：坐標(biāo)類(lèi)
 */
@Data
public class Coord_Extrinsic {

    private int x;
    private int y;

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

4、白棋 / 黑棋：ConcreteFlyweight（具體享元類(lèi)）

package com.mfc.design.享元模式.實(shí)例;

/**
 * @author MouFangCai
 * @date 2019/10/25 14:48
 *
 * @description 具體的棋子：ConcreteFlyweight（具體享元類(lèi)）：它實(shí)現(xiàn)了抽象享元類(lèi)，其實(shí)例稱(chēng)為享元對(duì)象
 */
public class Chessman_ConcreteFlyweight extends Chessman_Flyweight{

    // 為內(nèi)部狀態(tài)增加存儲(chǔ)空間
    // 棋子的內(nèi)部屬性：顏色
    private String color_intrinsic;

    // 要求享元角色 必須接受內(nèi)部狀態(tài)
    public Chessman_ConcreteFlyweight(String color_intrinsic) {
        this.color_intrinsic = color_intrinsic;
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("棋子顏色：" + color_intrinsic + "     在棋盒里");
    }

    @Override
    public void display(Coord_Extrinsic extrinsic) {
        System.out.println("棋子顏色：" + color_intrinsic +
                "      位置：(" + extrinsic.getX() + "," + extrinsic.getY() + ")");
    }
}

5、壞了的棋子：UnsharedConcreteFlyweight（非共享具體享元類(lèi)）

package com.mfc.design.享元模式.實(shí)例;

/**
 * @author MouFangCai
 * @date 2019/10/25 14:58
 * @description UnsharedConcreteFlyweight（非共享具體享元類(lèi)）
 * 壞了的棋子就不管他的顏色了
 */
public class UnsharedConcreteFlyweight extends Chessman_Flyweight {
    @Override
    public void display() {
        System.out.println("這個(gè)棋子已壞");
    }

    @Override
    public void display(Coord_Extrinsic extrinsic) {
        System.out.println("這個(gè)棋子已壞");
    }
}

6、五子棋加工廠： FlyweightFactory（享元工廠類(lèi)）

package com.mfc.design.享元模式.實(shí)例;

import java.util.HashMap;

/**
 * @author MouFangCai
 * @date 2019/10/25 15:01
 * @description FlyweightFactory（享元工廠類(lèi)）：享元工廠類(lèi)用于創(chuàng)建并管理享元對(duì)象
 */
public class Chessman_Factory {
    // 使用HashMap存儲(chǔ)享元對(duì)象，充當(dāng)享元池
    private static HashMap<String,Chessman_Flyweight> chessmanMaps;

    // 使用單例模式，保證Chessman_Factory 類(lèi)只有一個(gè)實(shí)例
    private static class FactoryClass {
        private static final Chessman_Factory chessman = new Chessman_Factory();
    }

    // 初始化常用的棋子
    private Chessman_Factory() {
        chessmanMaps = new HashMap<>();
        Chessman_Flyweight white = new Chessman_ConcreteFlyweight("白色");
        chessmanMaps.put("w",white);
        Chessman_Flyweight black = new Chessman_ConcreteFlyweight("黑色");
        chessmanMaps.put("b",black);
        Chessman_Flyweight unshared = new UnsharedConcreteFlyweight();
        chessmanMaps.put("no",unshared);
    }
    // 得到 享元工廠類(lèi)的唯一實(shí)例
    public static Chessman_Factory getFactory() {
        return FactoryClass.chessman;
    }

    public  Chessman_Flyweight getFlyweight(String color){
        return chessmanMaps.get(color);
    }

    // 實(shí)例數(shù)
    public int getCount(){
        return chessmanMaps.size();
    }

}

7、客戶端

package com.mfc.design.享元模式.實(shí)例;

/**
 * @author MouFangCai
 * @date 2019/10/25 15:01
 * @description
 */
public class Client_Flyweight {
    public static void main(String[] args) {

        // 獲取享元工廠對(duì)象
        Chessman_Factory factory = Chessman_Factory.getFactory();
        // 獲取2枚黑棋、2枚白棋、2枚壞了的棋子
        Chessman_Flyweight black1 = factory.getFlyweight("b");
        Chessman_Flyweight black2 = factory.getFlyweight("b");
        System.out.println("判斷黑棋是否相同:" + (black1 == black2));

        Chessman_Flyweight white1 = factory.getFlyweight("w");
        Chessman_Flyweight white2 = factory.getFlyweight("w");
        System.out.println("判斷白棋是否相同:" + (white1 == white2));

        Chessman_Flyweight bad1 = factory.getFlyweight("no");
        Chessman_Flyweight bad2 = factory.getFlyweight("no");
        System.out.println("判斷壞了的棋子是否相同:" + (bad1 == bad2));
        System.out.println();
        System.out.println("棋子的實(shí)例數(shù)：" + factory.getCount());
        System.out.println();
        // 顯示棋子
        black1.display();
        white1.display();
        bad1.display();

        // 顯示棋子,同時(shí)設(shè)置坐標(biāo)位置
        System.out.println();
        black2.display(new Coord_Extrinsic(1,2));
        white2.display(new Coord_Extrinsic(2,3));
        bad2.display(new Coord_Extrinsic(1,2));
    }
}

8、結(jié)果展示

判斷黑棋是否相同:true
判斷白棋是否相同:true
判斷壞了的棋子是否相同:true

棋子的實(shí)例數(shù)：3

棋子顏色：黑色 在棋盒里
棋子顏色：白色 在棋盒里
這個(gè)棋子已壞

棋子顏色：黑色 位置：(1,2)
棋子顏色：白色 位置：(2,3)
這個(gè)棋子已壞

Process finished with exit code 0

我們可以看到，棋子的實(shí)例數(shù)為3，但我們已有6顆棋子了。減少了創(chuàng)建對(duì)象的數(shù)量