设计模式--享元模式

享元模式（FlyWeight Pattern）

享元模式主要用于减少创建对象，以此来减少内存的占用和提高性能。大类划分为结构型模式，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。
使用享元模式一定要区分开享元对象的内蕴状态和外蕴状态。内蕴状态是不会随着环境改变而改变，存储在享元对象内部，内蕴状态是可以共享的。外蕴状态是会随着环境的变化而改变的，因此是不可共享的，享元对象的外蕴状态保存在客户端，在享元对象被创建之后，需要使用的时候再传入到享元对象内部。

介绍

意图：使用共享技术共享大量的细粒度对象，以此来减少系统内存的开销。
应用场景：1. 当系统中某个对象类型的实例较多的时候。2. 在系统设计中，对象实例分类进行分类后，发现真正有区别的分类很少的时候。3. 缓冲池。
优点：减少创建对象对系统内存的消耗，提高了创建对象的效率。
缺点：享元对象的内蕴状态和外蕴状态的区分，提高了系统的负责读，需要分理处外部状态（外蕴状态）和内部状态（内蕴状态）。
注意事项：1. 注意划分外蕴状态和内蕴状态，否则可能引起线程安全问题。2. 创建享元对必须有一个工厂对象对其进行控制。

实现

我们将创建一个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。
在如下所示的demo中，circle图形本身属于它的不变属性，即（内蕴状态）。circle的其他属性（圆心(坐标x，坐标y)，半径radius）属于可变属性，每次由客户端定义。通过工厂方法，我们创建一个指定颜色的随机园。从hashMap中取出该颜色对应circle实例(如果没有，则创建并缓存到hashMap中)，然后客户端根据大小属性（圆心，半径）来构造出一个circle实例，该circle实例是对缓存circle实例的浅层copy，通过此种方式节约了创建circle实例对内存的消耗。

步骤 1

创建一个接口。
Shape.java

public interface Shape {   void draw();}

步骤 2

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);   }}

步骤 3

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;   }}

步骤 4

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);   }}

步骤 5

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