享元模式开发中应用场景

• 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,数据库连接池

• String类的设计也是享元模式

场景

• 内存属于稀缺资源,不要随便浪费.如果有很多个完全相同或相似的对象,我们可以通过享元模式,节省内存(但会减慢速度)

核心

• 享元模式以共享的方式高效的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,不会随环境变化而改变

  • 外部状态:不可以共享,会随环境变化而变化

围棋软件设计

• 每个围棋棋子都是一个对象

• 有如下属性:

  • 颜色

  • 形状

  • 大小

  • 位置 (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

public interface ChessFlyWeight {
    void setColor(String c);
    String getColor();
    void display(Coordinate c);
}

class ConcretChess implements ChessFlyWeight{
    private String color;

    public ConcretChess(String color) {
        super();
        this.color = color;
    }

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

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

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

}

/**
 * 外部状态UNSharedConcreteFlyWeight
 * @author Matrix42
 *
 */
public class Coordinate {
    private int x,y;

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

    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;
    }

}

/**
 * 享元工厂类
 * @author Matrix42
 *
 */
public class ChessFlyWeightFactory {
    private static Map<String,ChessFlyWeight> map = new HashedMap<String,ChessFlyWeight>();

    public static ChessFlyWeight getChess(String color){

        if(map.get(color)!=null){
            return map.get(color);
        }else {
            ChessFlyWeight cfw = new ConcretChess(color);
            map.put(color, cfw);
            return cfw;
        }

    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        ChessFlyWeight chess1 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
        ChessFlyWeight chess2 = ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
        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));
        chess1.display(new Coordinate(20, 20));
    }

}

优点

• 极大减少内存中对象的数量

• 相同或相似对象内存中只存一份,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

缺点

• 模式较复杂,使程序逻辑复杂化

• 为了节省内存,共享了内部状态,分离出外部状态,而读取外部状态使运行时间变长.用时间换取了空间