设计模式（13） 享元模式（简单入门 结构模式）

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享元模式

定义

• 采用一个共享来避免大量拥有相同内容对象的开销。这种开销中最常见、直观的就是内存的损耗。享元模式以共享的方式高效的支持大量的细粒度对象。 Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently.

（理解举例：享元模式在编辑器系统中大量使用。一个文编辑器往往会提供很多种字体，而通常的做法就是将每一个字母做成一个享元对象。享元对象的内蕴状态就是这个字母，而字母在文本中的位置和字体风格等其他信息则是外蕴状态。比如，字母a可以出现在文本的很多地方，虽然这些字母a的位置和字体风格不同，但是所有这些地方使用的都是同一个字母对象。这样一来，字母对象就可以在整个系统中共享。）
在名字和定义中都体现出了共享这一个核心概念，那么怎么来实现共享呢？要知道每个事物都是不同的，但是又有一定的共性，如果只有完全相同的事物才能共享，那么享元模式可以说就是不可行的；因此我们应该尽量将事物的共性共享，而又保留它的个性。为了做到这点，享元模式中区分了内蕴状态和外蕴状态。内蕴状态就是共性，外蕴状态就是个性了。

通用类图:

角色说明：
Flyweight——抽象享元角色：一个产品的抽象类，同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。

ConcreteFlyweight——具体享元角色：实现抽象角色定义的业务。该角色中需要注意的是内部状态处理应该与环境无关，不应该出现一个操作改变了内部状态，同时修改了外部状态，这是不允许的。

UnsharedConcreteFlyweight——不可共享的享元角色：不存在外部状态或者安全要求（如线程安全）不能够使用共享技术的对象，该对象一般不会出现在享元工厂中。

FlyweightFactory——享元工厂：职责非常简单，就是构造一个池容器，同时提供从池中获得对象的方式

享元模式优点：

• 大大减少应用程序创建的对象，降低程序内存的占用，增强程序的性能

• 相同或相似的对象内存只保持一份，极大的节约资源，提高系统性能

• 外部状态相对独立，不影响内部变化

享元模式的缺点：

• 提高了系统的复杂性：需要分离出外部状态和内部状态

• 为了节省内存，共享了内部状态，分离出了外部状态，而读取外部状态使运行时间变长。用时间换空间。

享元模式的使用场景：

内存属于稀缺资源，不能随意浪费。如果在一个系统中有很多个完全相同或相似的对象，我们就可以使用享元模式，让他们共享一份内存即可，不必每个都去实例化对象，从而节省内存空间。

细粒度的对象都具备较接近的外部状态，而且内部状态与环境无关，也就是说对象没有特定身份

需要缓冲池的场景

在java中，数据库连接池，线程池等即是用享元模式的应用

注意事项：

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享元模式的例子：国际围棋

我摘录网上一个小伙伴写的围棋例子。

每一个围棋棋子都是一个对象，并都有如下属性：

颜色：可以共享的
位置：不可以共享的

围棋代码示例：

FlyWeight抽象享元类:

UnSharedConcreteFlyweight 非共享享元类：棋子坐标

ConcreteFlyWeight具体享元类:具体的围棋类

FlyWeightFactory享元工厂

场景和运行结果：

在Java语言中，String类型就是使用了享元模式。String对象是final类型，对象一旦创建就不可改变。在JAVA中字符串常量都是存在常量池中的，JAVA会确保一个字符串常量在常量池中只有一个拷贝。String a=”abc”，其中”abc”就是一个字符串常量。

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，不会随环境改变而改变。
外部状态：不可以共享，会随环境改变而改变。