GOF 23设计模式之 享元模式（FlyWeight）

场景：

• 内存属于稀缺资源，不要随便浪费。如果游很多个完全相同或类似的对象，我们可以通过享元模式，节省内存。

核心

• 享元模式以共享的方式高效地支持大量细粒度对象的重用。
• 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，不会随环境变化而变化
  • 外部状态：不可以共享，会随环境变化而变化

围棋软件设计

• 每个棋子都是一个对象，有如下属性
  
  1. 颜色
  2. 形状
  3. 大小
  4. 位置
• 其中1，2，3这些是可以共享的，称之为：内部状态
• 4 是不可以共享的，称之为外部状态

享元模式实现：

• FlyweightFactory享元工厂类
  
  • 创建并管理享元对象，享元池一般设计成键值对。
• FlyWeight抽象享元类
  
  • 通常是一个接口或者抽象类，声明公共方法，这些方法可以向外界提供对象的内部状态，设置外部状态。
• ConcreteFlyWeight具体享元类
  
  • 为内部状态提供给成员变量进行存储
• UnsharedConcreteFlyWeight非共享享元类
  
  • 不能被共享的子类可以设计为非共享享元类

享元模式实现的UML图

享元模式在开发中使用的场景：

• 享元模式由于其共享的特性，可以在任何“池”中操作，比如：线程池、数据连接池。
• String类的设计也是享元模式

优点

• 极大的减少了内存中对象的数量
• 相同或相似对象内存中只有一份，极大的节约资源，提高系统性能
• 外部状态相对独立，不影响内部状态。

优点

• 模式较为复杂，使程序逻辑复杂化
• 为了节省内存，共享了内部状态，分离了外部状态，而读取外部状态使运行时间变长。用时间换取了空间。

一种实现

• ChessFlyWeight

package com.coderbean.flyweight;

/**
 * 享元类
 * Created by Chang on 15/10/2.
 */
public interface ChessFlyWeightt {
void setColor(String color);
    String getColor();
void display(Coordinate c);
}


class ConcreteChess implements ChessFlyWeightt {

private String color;

public ConcreteChess(String color) {
this.color = color;
    }

@Override
public void setColor(String color) {
this.color = color;
    }

@Override
public String getColor() {
return this.color;
    }

@Override
public void display(Coordinate c) {
        System.out.println("棋子颜色"+ this.color);
        System.out.println("棋子位置"+ c.getX()+"---"+c.getY());
    }
}

• ChessFlyWeightFactory

package com.coderbean.flyweight;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 享元工厂类
 * Created by Chang on 15/10/2.
 */
public class ChessFlyWeightFactory {
private static Map<String, ChessFlyWeightt> map = new HashMap<String,ChessFlyWeightt>();

public static ChessFlyWeightt getChess(String color) {
if(map.get(color) != null) {
return map.get(color);
        }else{
            ChessFlyWeightt cfw = new ConcreteChess(color);
            map.put(color, cfw);
return cfw;
        }
    }
}

• Coordinate

package com.coderbean.flyweight;

/**
 * 外部状态UnSharedConcreteFlyWeight
 * Created by Chang on 15/10/2.
 */
public class Coordinate {
private int x,y;

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

public int getX() {
return x;
    }

public void setX(int x) {
this.x = x;
    }

public int getY() {
return y;
    }

public void setY(int y) {
this.y = y;
    }
}

• Client

package com.coderbean.flyweight;

/**
 * Created by Chang on 15/10/2.
 */
public class Client {
public static void main(String[] args) {
        ChessFlyWeightt chess1 = ChessFlyWeightFactory.getChess("Black");
        ChessFlyWeightt chess2 = ChessFlyWeightFactory.getChess("Black");
        System.out.println(chess1);
        System.out.println(chess2);

        System.out.println("增加外部状态的处理=======");
        chess1.display(new Coordinate(10,10));
        chess2.display(new Coordinate(100,20));
    }
}