摘要：類圖相關的設計模式享元模式和代理模式當代理模式消耗性能比較大的時候，就可以用享元模式享元模式和單例模式容器單例，享元模式就是復用對象的思想。源碼中的享元模式源碼地址享元模式參考慕課網(wǎng)設計模式精講設計模式讀書筆記享元模式

定義：提供了減少對象數(shù)量從而改善應用所需的對象結構的方法，系統(tǒng)使用少量對象,而且這些都比較相似，狀態(tài)變化小，可以實現(xiàn)對象的多次復用。

運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象

類型：結構型

享元模式的兩個狀態(tài)：

內(nèi)部狀態(tài)：在享元對象內(nèi)部不隨外界環(huán)境改變而改變的共享部分。

外部狀態(tài)：隨著環(huán)境的改變而改變，不能夠共享的狀態(tài)就是外部狀態(tài)。

由于享元模式區(qū)分了內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，所以我們可以通過設置不同的外部狀態(tài)使得相同的對象可以具備一些不同的特性，而內(nèi)部狀態(tài)設置為相同部分。在我們的程序設計過程中，我們可能會需要大量的細粒度對象來表示對象，如果這些對象除了幾個參數(shù)不同外其他部分都相同，這個時候我們就可以利用享元模式來大大減少應用程序當中的對象。如何利用享元模式呢？這里我們只需要將他們少部分的不同的部分當做參數(shù)移動到類實例的外部去，然后再方法調用的時候將他們傳遞過來就可以了。這里也就說明了一點：內(nèi)部狀態(tài)存儲于享元對象內(nèi)部，而外部狀態(tài)則應該由客戶端來考慮。

UML類圖

Java實現(xiàn)

/**
 * 享元對象接口
 */
public interface Flyweight {
    void operation(String extrinsicState);
}

/**
 * 享元對象工廠類，享元類
 */
public final class FlyweightFactory {

    /**
     * 享元類容器
     */
    private static Map flyweights = new HashMap<>();

    public static Flyweight getFlyweight (String key) {
        if (flyweights.containsKey(key)) {
            return flyweights.get(key);
        } else {
            Flyweight flyweight = new ConcreteFlyweight(key);
            flyweights.put(key, flyweight);
            return flyweight;
        }
    }

    public static int size () {
        return flyweights.size();
    }
}

/**
 * 可以被共享的對象
 */
public class ConcreteFlyweight implements Flyweight{

    private String intrinsicState;

    public ConcreteFlyweight(String intrinsicState) {
        this.intrinsicState = intrinsicState;
    }

    @Override
    public void operation(String extrinsicState) {
        System.out.println(this.intrinsicState);
        System.out.println(extrinsicState);
    }
}


/**
 * 不被共享的對象
 */
public class UnsharedConcreteFlyweight implements Flyweight {

    private String allState;

    public UnsharedConcreteFlyweight(String allState) {
        this.allState = allState;
    }

    @Override
    public void operation(String extrinsicState) {
        System.out.println(this.allState);
        System.out.println(extrinsicState);
    }
}

測試與應用類

/**
 * 應用與測試
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        Stream.of("1", "1", "2", "2", "3").forEach(key -> {
            Flyweight flyweight = FlyweightFactory.getFlyweight(key);
            flyweight.operation("測試" + key);
        });

        System.out.println("size: " + FlyweightFactory.size());
    }
}

輸出結果

1---:測試1
1---:測試1
2---:測試2
2---:測試2
3---:測試3
size: 3

享元模式角色介紹

Flyweight: 抽象享元類。所有具體享元類的超類或者接口，通過這個接口，F(xiàn)lyweight可以接受并作用于外部專題。

ConcreteFlyweight: 具體享元類。指定內(nèi)部狀態(tài)，為內(nèi)部狀態(tài)增加存儲空間。

UnsharedConcreteFlyweight: 非共享具體享元類。指出那些不需要共享的Flyweight子類。

FlyweightFactory: 享元工廠類。用來創(chuàng)建并管理Flyweight對象，它主要用來確保合理地共享Flyweight，當用戶請求一個Flyweight時，F(xiàn)lyweightFactory就會提供一個已經(jīng)創(chuàng)建的Flyweight對象或者新建一個（如果不存在）。

享元模式的核心在于享元工廠類，享元工廠類的作用在于提供一個用于存儲享元對象的享元池，用戶需要對象時，首先從享元池中獲取，如果享元池中不存在，則創(chuàng)建一個新的享元對象返回給用戶，并在享元池中保存該新增對象。

如果一個系統(tǒng)中存在大量的相同或者相似的對象，由于這類對象的大量使用，會造成系統(tǒng)內(nèi)存的耗費，可以使用享元模式緩沖池來減少系統(tǒng)中對象的數(shù)量。

對象的大部分狀態(tài)都可以外部化，可以將這些外部狀態(tài)傳入對象中。

常常應用于系統(tǒng)底層的開發(fā)，以便解決系統(tǒng)的性能問題。

減少對象的創(chuàng)建，降低內(nèi)存中對象的數(shù)量，降低系統(tǒng)的內(nèi)存，提高效率。

減少內(nèi)存之外的其他資源占用。

由于享元模式需要區(qū)分外部狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)，使得應用程序在某種程度上來說更加復雜化了。

為了使對象可以共享，享元模式需要將享元對象的狀態(tài)外部化，而讀取外部狀態(tài)使得運行時間變長。

需要關注內(nèi)/外部狀態(tài)，關注線程安全問題。

假設一個公司中的每個部門的部門經(jīng)理都要進行匯報不止一次

Java實現(xiàn)

/**
 * 員工接口
 */
public interface Employee {
    void report();
}

/**
 * 員工工廠
 */
public class EmployeeFactory {

    private static final Map  EMPLOYEE_MAP = new HashMap<>();

    public static Employee getManager(String department) {
        Manager manager = (Manager) EMPLOYEE_MAP.get(department);

        if (manager == null) {
            manager = new Manager(department);
            System.out.println("創(chuàng)建部門經(jīng)理：" + department);
            String reportContent = department + "部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。";
            manager.setReportContent(reportContent);
            System.out.println("創(chuàng)建報告： " + reportContent);
            EMPLOYEE_MAP.put(department, manager);
        }
        return manager;
    }
}

/**
 * 部門經(jīng)理
 */
public class Manager implements Employee {
    /**
     * 內(nèi)部狀態(tài)
     */
    private String title = "部門經(jīng)理";

    /**
     * 外部狀態(tài)，需要在應用層引入，就是外部狀態(tài)
     */
    private String department;

    private String reportContent;

    public Manager(String department) {
        this.department = department;
    }

    public void setReportContent(String reportContent) {
        this.reportContent = reportContent;
    }

    @Override
    public void report() {
        System.out.println(reportContent);
    }

}

測試與應用

/**
 * 測試與應用
 */
public class Test {

    private static final String[] departments = {"RD", "QA", "PM", "BD"};

    /**
     * 要注意線程安全的問題
     */
    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i ++) {
            String department = departments[(int) (Math.random() * departments.length)];
            Manager manager = (Manager) EmployeeFactory.getManager(department);
            manager.report();
        }

        System.out.println(EmployeeFactory.size());
    }
}

輸出結果

創(chuàng)建部門經(jīng)理：BD
創(chuàng)建報告： BD部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
BD部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
創(chuàng)建部門經(jīng)理：PM
創(chuàng)建報告： PM部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
PM部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
創(chuàng)建部門經(jīng)理：QA
創(chuàng)建報告： QA部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
QA部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
QA部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
QA部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
BD部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
PM部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
創(chuàng)建部門經(jīng)理：RD
創(chuàng)建報告： RD部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
RD部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
PM部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
PM部門匯報：此次報告內(nèi)容是。。。
4

UML類圖

享元模式和代理模式：當代理模式消耗性能比較大的時候，就可以用享元模式

享元模式和單例模式：容器單例，享元模式就是復用對象的思想。

JDK： Integer.valueOf(), --IntegerCache

Tomcat: GenericObjectPoolConfig, GenericKeyedPoolConfig

享元模式: https://github.com/sigmako/design-pattern/tree/master/fiyweight

慕課網(wǎng)設計模式精講: https://coding.imooc.com/class/270.html

設計模式讀書筆記----享元模式: https://www.cnblogs.com/chenssy/p/3330555.html