前言

大家都知道單例模式，通過(guò)一個(gè)全局變量來(lái)避免重復(fù)創(chuàng)建對(duì)象而產(chǎn)生的消耗牵舵，若系統(tǒng)存在大量的相似對(duì)象時(shí)柒啤，又該如何處理？參照單例模式畸颅，可通過(guò)對(duì)象池緩存可共享的對(duì)象担巩，避免創(chuàng)建多對(duì)象，盡可能減少內(nèi)存的使用没炒，提升性能兵睛，防止內(nèi)存溢出。

在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程窥浪，如果我們需要重復(fù)使用某個(gè)對(duì)象的時(shí)候祖很，如果我們重復(fù)地使用new創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象的話(huà)，這樣我們?cè)趦?nèi)存就需要多次地去申請(qǐng)內(nèi)存空間了漾脂，這樣可能會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存使用越來(lái)越多的情況假颇，這樣的問(wèn)題是非常嚴(yán)重，然而享元模式可以解決這個(gè)問(wèn)題骨稿，下面具體看看享元模式是如何去解決這個(gè)問(wèn)題的笨鸡。

什么是享元模式

定義：共享元對(duì)象，提供了減少對(duì)象數(shù)量從而改善應(yīng)用所需的對(duì)象結(jié)構(gòu)的方式坦冠，運(yùn)用共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度對(duì)象的復(fù)用形耗。如果在一個(gè)系統(tǒng)中存在多個(gè)相同的對(duì)象，那么只需要共享一份對(duì)象的拷貝辙浑，而不必為每一次使用創(chuàng)建新的對(duì)象激涤。

享元模式是為數(shù)不多的、只為提升系統(tǒng)性能而生的設(shè)計(jì)模式判呕，主要作用就是復(fù)用大對(duì)象（重量級(jí)對(duì)象）倦踢，以節(jié)省內(nèi)存空間和對(duì)象創(chuàng)建時(shí)間。

面向?qū)ο罂梢苑浅７奖愕慕鉀Q一些擴(kuò)展性的問(wèn)題侠草，但是在這個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)務(wù)必會(huì)產(chǎn)生一些類(lèi)或者對(duì)象辱挥，如果系統(tǒng)中存在對(duì)象的個(gè)數(shù)過(guò)多時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的性能下降边涕。對(duì)于這樣的問(wèn)題解決最簡(jiǎn)單直接的辦法就是減少系統(tǒng)中對(duì)象的個(gè)數(shù)晤碘。享元模式提供了一種解決方案，使用共享技術(shù)實(shí)現(xiàn)相同或者相似對(duì)象的重用功蜓。也就是說(shuō)實(shí)現(xiàn)相同或者相似對(duì)象的代碼共享园爷。

所謂享元模式就是運(yùn)行共享技術(shù)有效地支持大量細(xì)粒度對(duì)象的復(fù)用。系統(tǒng)使用少量對(duì)象霞赫，而且這些都比較相似腮介，狀態(tài)變化小肥矢，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象的多次復(fù)用端衰。

共享模式是支持大量細(xì)粒度對(duì)象的復(fù)用叠洗，所以享元模式要求能夠共享的對(duì)象必須是細(xì)粒度對(duì)象。

首先了解兩個(gè)概念：內(nèi)部狀態(tài)旅东、外部狀態(tài)灭抑。

內(nèi)部狀態(tài)：在享元對(duì)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)境的改變而改變抵代，不能夠共享的狀態(tài)就是外部狀態(tài)腾节。

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(guò)設(shè)置不同的外部狀態(tài)使得相同的對(duì)象可以具備一些不同的特性荤牍，而內(nèi)部狀態(tài)設(shè)置為相同部分案腺。

在我們的程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們可能會(huì)需要大量的細(xì)粒度對(duì)象來(lái)表示對(duì)象康吵，如果這些對(duì)象除了幾個(gè)參數(shù)不同外其他部分都相同劈榨，這個(gè)時(shí)候我們就可以利用享元模式來(lái)大大減少應(yīng)用程序當(dāng)中的對(duì)象。

如何利用享元模式呢晦嵌？這里我們只需要將他們少部分的不同的部分當(dāng)做參數(shù)移動(dòng)到類(lèi)實(shí)例的外部同辣，然后在方法調(diào)用的時(shí)候?qū)⑺麄儌鬟f過(guò)來(lái)就可以了。這里也就說(shuō)明了一點(diǎn)：內(nèi)部狀態(tài)存儲(chǔ)于享元對(duì)象內(nèi)部惭载，而外部狀態(tài)則應(yīng)該由客戶(hù)端來(lái)考慮旱函。

享元模式的結(jié)構(gòu)

• 1、Flyweight：享元接口描滔，所有具體享元類(lèi)的超類(lèi)或接口棒妨，通過(guò)該接口Flyweight可以接受并作用于外部狀態(tài)。通過(guò)該接口可以傳入外部的狀態(tài)含长，在享元對(duì)象的方法處理中可能會(huì)使用這些外部的數(shù)據(jù)靶衍。
• 2、ConcreteFlyweight：具體的享元實(shí)現(xiàn)對(duì)象茎芋，指定內(nèi)部狀態(tài)颅眶，必須是共享的，需要封裝Flyweight的內(nèi)部狀態(tài)田弥。
• 3涛酗、UnshareConcreteFlyweight：非共享的享元實(shí)現(xiàn)對(duì)象，并不是所有的Flyweight實(shí)現(xiàn)對(duì)象都需要共享偷厦。非共享的享元實(shí)現(xiàn)對(duì)象通常是對(duì)享元對(duì)象的組合對(duì)象商叹。
• 4、FlyweightFactoty：享元工廠類(lèi)只泼，主要用來(lái)創(chuàng)建并管理共享的享元對(duì)象剖笙，并對(duì)外提供訪問(wèn)共享享元的接口。當(dāng)用戶(hù)請(qǐng)求一個(gè)Flyweight時(shí)请唱，F(xiàn)lyweightFactory就會(huì)提供一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建的Flyweight對(duì)象或者新建一個(gè)（如果不存在）弥咪。
• 5过蹂、Client：享元客戶(hù)端，主要的工作就是維持一個(gè)對(duì)Flyweight的引用聚至，計(jì)算或存儲(chǔ)享元的外部狀態(tài)酷勺，當(dāng)然這里可訪問(wèn)共享和不共享的Flyweight對(duì)象。

享元模式的核心在于享元工廠類(lèi)扳躬，享元工廠類(lèi)的作用在于提供一個(gè)用于存儲(chǔ)享元對(duì)象的享元池脆诉，用戶(hù)需要對(duì)象時(shí)，首先從享元池中獲取贷币，如果享元池中不存在击胜，則創(chuàng)建一個(gè)新的享元對(duì)象返回給用戶(hù)，并在享元池中保存該新增對(duì)象役纹。

享元模式和單例模式的異同

• 享元模式可以再次創(chuàng)建對(duì)象 也可以取緩存對(duì)象
• 單例模式則是嚴(yán)格控制單個(gè)進(jìn)程中只有一個(gè)實(shí)例對(duì)象
• 享元模式可以通過(guò)自己實(shí)現(xiàn)對(duì)外部的單例 也可以在需要的使用創(chuàng)建更多的對(duì)象
• 單例模式是自身控制 需要增加不屬于該對(duì)象本身的邏輯
• 兩者都可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省對(duì)象創(chuàng)建的時(shí)間 ThreadPool 線(xiàn)程池 與數(shù)據(jù)庫(kù)連接池 都有使用享元模式

享元模式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 可以極大減少內(nèi)存中對(duì)象的數(shù)量潜的，使得相同或相似對(duì)象在內(nèi)存中只保存一份，從而可以節(jié)約系統(tǒng)資源字管，提高系統(tǒng)性能啰挪。
• 享元模式的外部狀態(tài)相對(duì)獨(dú)立，而且不會(huì)影響其內(nèi)部狀態(tài)嘲叔，從而使得享元對(duì)象可以在不同的環(huán)境中被共享亡呵。

缺點(diǎn)：

• 關(guān)注內(nèi)/外部狀態(tài)，關(guān)注線(xiàn)程安全問(wèn)題硫戈。
• 享元模式使得系統(tǒng)變得復(fù)雜锰什，需要分離出內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，這使得程序的邏輯復(fù)雜化丁逝。
• 為了使對(duì)象可以共享汁胆，享元模式需要將享元對(duì)象的部分狀態(tài)外部化，而讀取外部狀態(tài)將使得運(yùn)行時(shí)間變長(zhǎng)霜幼。

享元模式的使用場(chǎng)景

• 常常應(yīng)用于系統(tǒng)底層的開(kāi)發(fā)嫩码，以便解決系統(tǒng)的性能問(wèn)題。
• 一個(gè)系統(tǒng)有大量相同或者相似的對(duì)象罪既，需要緩沖池的場(chǎng)景铸题。
• 對(duì)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(duì)象中琢感。
• 在使用享元模式時(shí)需要維護(hù)一個(gè)存儲(chǔ)享元對(duì)象的享元池丢间，而這需要耗費(fèi)一定的系統(tǒng)資源，因此驹针，應(yīng)當(dāng)在需要多次重復(fù)使用享元對(duì)象時(shí)才值得使用享元模式烘挫。

享元模式的實(shí)現(xiàn)

享元接口

public interface Employee {

    void report();
}

具體的享元實(shí)現(xiàn)對(duì)象

public class Manager implements Employee {

    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(this.reportContent);
    }
}

享元工廠類(lèi)

public class EmployeeFactory {

    private static final Map<String,Employee> map = new HashMap<>();

    public static Employee getManager(String department){
        Manager manager = (Manager) map.get(department);
        if(manager == null){
            manager = new Manager(department);
            System.out.println("創(chuàng)建部門(mén)經(jīng)理："+department);
            String reportContent = department + "，部門(mén)匯報(bào)：此次匯報(bào)的主要內(nèi)容是......";
            manager.setReportContent(reportContent);
            System.out.println("創(chuàng)建報(bào)告："+reportContent);
            map.put(department,manager);
        }
        return manager;
    }
}

享元客戶(hù)端調(diào)用

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

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String department = departments[new Random().nextInt(departments.length)];
            Manager manager = (Manager) EmployeeFactory.getManager(department);
            manager.report();
        }
    }
}

總結(jié)

• 1柬甥、享元模式可以極大地減少系統(tǒng)中對(duì)象的數(shù)量饮六，但是它可能會(huì)引起系統(tǒng)的邏輯更加復(fù)雜化其垄。
• 2、享元模式的核心在于享元工廠喜滨，它主要用來(lái)確保合理地共享享元對(duì)象。
• 3撤防、內(nèi)部狀態(tài)為不變共享部分虽风，存儲(chǔ)于享元對(duì)象內(nèi)部，而外部狀態(tài)是可變部分寄月，它應(yīng)當(dāng)油客戶(hù)端來(lái)負(fù)責(zé)辜膝。

參考：
https://www.cnblogs.com/xuwendong/p/10414863.html