Java设计模式——享元模式（Flyweight Pattern）

享元模式的定义

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。

享元模式代码示例

创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类 Circle。下一步是定义工厂类 ShapeFactory

ShapeFactory 有一个 Circle 的 HashMap，其中键名为 Circle 对象的颜色。无论何时接收到请求，都会创建一个特定颜色的圆。ShapeFactory 检查它的 HashMap 中的 circle 对象，如果找到 Circle 对象，则返回该对象，否则将创建一个存储在 hashmap 中以备后续使用的新对象，并把该对象返回到客户端。

FlyWeightPatternDemo，我们的演示类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（red / green / blue/ black / white），以便获取它所需对象的颜色。

UML图

第一步：创建一个接口

Shape.java

public interface Shape {   void draw();}

第二步：创建实现接口的实体类

Circle.java

public class Circle implements Shape {   private String color;   private int x;   private int y;   private int radius;   public Circle(String color){      this.color = color;           }   public void setX(int x) {      this.x = x;   }   public void setY(int y) {      this.y = y;   }   public void setRadius(int radius) {      this.radius = radius;   }   @Override   public void draw() {      System.out.println("Circle: Draw() [Color : " + color          +", x : " + x +", y :" + y +", radius :" + radius);   }}

第三步：创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象

ShapeFactory.java

import java.util.HashMap;public class ShapeFactory {   private static final HashMap<String, Shape> circleMap = new HashMap<>();   public static Shape getCircle(String color) {      Circle circle = (Circle)circleMap.get(color);      if(circle == null) {         circle = new Circle(color);         circleMap.put(color, circle);         System.out.println("Creating circle of color : " + color);      }      return circle;   }}

第四步：使用该工厂，通过传递颜色信息来获取实体类的对象

FlyweightPatternDemo.java

public class FlyweightPatternDemo {   private static final String colors[] =       { "Red", "Green", "Blue", "White", "Black" };   public static void main(String[] args) {      for(int i=0; i < 20; ++i) {         Circle circle =             (Circle)ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());         circle.setX(getRandomX());         circle.setY(getRandomY());         circle.setRadius(100);         circle.draw();      }   }   private static String getRandomColor() {      return colors[(int)(Math.random()*colors.length)];   }   private static int getRandomX() {      return (int)(Math.random()*100 );   }   private static int getRandomY() {      return (int)(Math.random()*100);   }}

第五步：验证输出

Creating circle of color : BlackCircle: Draw() [Color : Black, x : 36, y :71, radius :100Creating circle of color : GreenCircle: Draw() [Color : Green, x : 27, y :27, radius :100Creating circle of color : WhiteCircle: Draw() [Color : White, x : 64, y :10, radius :100Creating circle of color : RedCircle: Draw() [Color : Red, x : 15, y :44, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 19, y :10, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 94, y :32, radius :100Circle: Draw() [Color : White, x : 69, y :98, radius :100Creating circle of color : BlueCircle: Draw() [Color : Blue, x : 13, y :4, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 21, y :21, radius :100Circle: Draw() [Color : Blue, x : 55, y :86, radius :100Circle: Draw() [Color : White, x : 90, y :70, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 78, y :3, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 64, y :89, radius :100Circle: Draw() [Color : Blue, x : 3, y :91, radius :100Circle: Draw() [Color : Blue, x : 62, y :82, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 97, y :61, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 86, y :12, radius :100Circle: Draw() [Color : Green, x : 38, y :93, radius :100Circle: Draw() [Color : Red, x : 76, y :82, radius :100Circle: Draw() [Color : Blue, x : 95, y :82, radius :100

享元模式的优缺点

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。

适用场景

1、系统有大量相似对象。
2、需要缓冲池的场景。