享元模式

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（1）概念

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。

享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。

**主要解决：**在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

（2）适用场景

1、系统中有大量对象。

2、这些对象消耗大量内存。

3、这些对象的状态大部分可以外部化。

4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象来代替。

5、系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

注意事项： 1、注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。 2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。

（3）代码示例

创建一个接口。

package com.alibaba.design.flyweightpattern;/** * @author zhouyanxiang * @create 2020-08-2020/8/2-18:48 */public interface Shape {    void draw();}

创建实现接口的实体类。

package com.alibaba.design.flyweightpattern;/** * @author zhouyanxiang * @create 2020-08-2020/8/2-18:49 */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);    }}

创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象。

package com.alibaba.design.flyweightpattern;import java.util.HashMap;/** * @author zhouyanxiang * @create 2020-08-2020/8/2-18:49 */public class ShapeFactory {    private static final HashMap
   
     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;    }}

使用该工厂，通过传递颜色信息来获取实体类的对象。

package com.alibaba.design.flyweightpattern;/** * @author zhouyanxiang * @create 2020-08-2020/8/2-18:50 */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);    }}

输出结果：

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

（4）该模式在源码中的体现

享元模式在编辑器系统中大量使用，一个文本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等其他信息则是外蕴状态，比如字母a可能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Java语言中，String类型就使用了享元模式.String对象是不变对象，一旦创建出来就不能改变，如果需要改变一个字符串的值，就只好创建一个新的String对象，在JVM内部， String对象都是共享的。如果一个系统中有两个String对象所包含的字符串相同的话，JVM实际上只创建一个String对象提供给两个引用，从而实现String对象的共享，String的inern()方法给出这个字符串在共享池中的唯一实例.

（5）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。

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