簡介

Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently.
使用共享對象可有效地支持大量的細(xì)粒度的對象。

享元模式（Flyweight）又稱為 輕量級模式，它是一種對象結(jié)構(gòu)型模式。

面向?qū)ο蠹夹g(shù)可以很好地解決一些靈活性或可擴(kuò)展性問題豆挽，但在很多情況下需要在系統(tǒng)中增加類和對象的個數(shù)吴侦。當(dāng)對象數(shù)量太多時魁淳，將導(dǎo)致運(yùn)行代價過高臊恋，帶來性能下降等問題。享元模式 正是為解決這一類問題而誕生的篡悟。

享元模式 是對象池的一種實(shí)現(xiàn)。類似于線程池匾寝，線程池可以避免不停的創(chuàng)建和銷毀多個對象搬葬，消耗性能。享元模式 也是為了減少內(nèi)存的使用艳悔，避免出現(xiàn)大量重復(fù)的創(chuàng)建銷毀對象的場景急凰。

享元模式 的宗旨是共享細(xì)粒度對象，將多個對同一對象的訪問集中起來猜年，不必為每個訪問者創(chuàng)建一個單獨(dú)的對象抡锈，以此來降低內(nèi)存的消耗疾忍。

享元模式 把一個對象的狀態(tài)分成內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，內(nèi)部狀態(tài)即是不變的企孩，外部狀態(tài)是變化的锭碳；然后通過共享不變的部分，達(dá)到減少對象數(shù)量并節(jié)約內(nèi)存的目的勿璃。

享元模式 本質(zhì)：緩存共享對象擒抛，降低內(nèi)存消耗

主要解決

當(dāng)系統(tǒng)中多處需要同一組信息時，可以把這些信息封裝到一個對象中补疑，然后對該對象進(jìn)行緩存歧沪，這樣，一個對象就可以提供給多處需要使用的地方莲组，避免大量同一對象的多次創(chuàng)建诊胞，消耗大量內(nèi)存空間。

享元模式 其實(shí)就是 工廠模式 的一個改進(jìn)機(jī)制锹杈，享元模式 同樣要求創(chuàng)建一個或一組對象撵孤，并且就是通過工廠方法生成對象的，只不過 享元模式 中為工廠方法增加了緩存這一功能竭望。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

• 享元模式 可以極大減少內(nèi)存中對象的數(shù)量邪码，使得相同對象或相似對象在內(nèi)存中只保存一份，降低內(nèi)存占用咬清，增強(qiáng)程序的性能闭专；
• 享元模式 的外部狀態(tài)相對獨(dú)立，而且不會影響其內(nèi)部狀態(tài)旧烧，從而使得享元對象可以在不同的環(huán)境中被共享影钉；

缺點(diǎn)

• 享元模式 使得系統(tǒng)更加復(fù)雜，需要分離出內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)掘剪，這使得程序的邏輯復(fù)雜化平委；
• 為了使對象可以共享，享元模式 需要將享元對象的狀態(tài)外部化夺谁，而且外部狀態(tài)必須具備固化特性肆汹，不應(yīng)該隨內(nèi)部狀態(tài)改變而改變，否則會導(dǎo)致系統(tǒng)的邏輯混亂予权；

使用場景

• 系統(tǒng)中存在大量的相似對象昂勉；
• 細(xì)粒度的對象都具備較接近的外部狀態(tài)，而且內(nèi)部狀態(tài)與環(huán)境無關(guān)扫腺，也就是說對象沒有特定身份岗照；
• 需要緩沖池的場景；

模式講解

首先來看下 享元模式 的通用 UML 類圖：

享元模式

從 UML 類圖中，我們可以看到攒至，享元模式 主要包含三種角色：

• 抽象享元角色（Flyweight）：享元對象抽象基類或者接口厚者，同時定義出對象的外部狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)的接口或?qū)崿F(xiàn)；
• 具體享元角色（ConcreteFlyweight）：實(shí)現(xiàn)抽象角色定義的業(yè)務(wù)迫吐。該角色的內(nèi)部狀態(tài)處理應(yīng)該與環(huán)境無關(guān)库菲，不能出現(xiàn)會有一個操作改變內(nèi)部狀態(tài)，同時修改了外部狀態(tài)志膀；
• 享元工廠（FlyweightFactory）：負(fù)責(zé)管理享元對象池和創(chuàng)建享元對象熙宇；

以下是 享元模式 的通用代碼：

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        IFlyweight flyweight1 = FlyweightFactory.getFlyweight("aa");
        IFlyweight flyweight2 = FlyweightFactory.getFlyweight("bb");
        flyweight1.operation("a");
        flyweight2.operation("b");
    }

    // 抽象享元角色
    interface IFlyweight {
        void operation(String extrinsicState);
    }

    // 具體享元角色
    static class ConcreteFlyweight implements IFlyweight {
        private String intrinsicState;

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

        @Override
        public void operation(String extrinsicState) {
            System.out.println("Object address: " + System.identityHashCode(this));
            System.out.println("IntrinsicState: " + this.intrinsicState);
            System.out.println("ExtrinsicState: " + extrinsicState);
        }
    }

    // 享元工廠
    static class FlyweightFactory {
        private static Map<String, IFlyweight> pool = new HashMap<>();

        // 因?yàn)閮?nèi)部狀態(tài)具備不變性，因此作為緩存的鍵
        public static IFlyweight getFlyweight(String intrinsicState) {
            if (!pool.containsKey(intrinsicState)) {
                IFlyweight flyweight = new ConcreteFlyweight(intrinsicState);
                pool.put(intrinsicState, flyweight);
            }
            return pool.get(intrinsicState);
        }
    }
}

舉個例子

例子：我們知道溉浙，過年回家的時候很麻煩烫止，因?yàn)槲覀冃枰獡尩揭粡埢丶业幕疖嚻薄屍钡臅r候戳稽，我們肯定是要查詢下有沒有我們需要的票信息馆蠕，這里我們假設(shè)一張火車的信息包含：出發(fā)站，目的站惊奇，價格互躬，座位類別。現(xiàn)在要求編寫一個查詢火車票查詢偽代碼颂郎，可以通過出發(fā)站吼渡，目的站查到相關(guān)票的信息。

直接思路：例子要求通過出發(fā)站祖秒，目的站查詢火車票的相關(guān)信息，那么我們只需構(gòu)建出火車票類對象舟奠，然后提供一個查詢出發(fā)站竭缝，目的站的接口給到客戶進(jìn)行查詢即可；
具體代碼如下：

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ITicket ticket = TicketFactory.queryTicket("深圳北", "潮汕");
        ticket.showInfo("硬座");
    }

    interface ITicket {
        void showInfo(String bunk);
    }

    static class TrainTicket implements ITicket {
        private String from;
        private String to;

        public TrainTicket(String from, String to) {
            this.from = from;
            this.to = to;
        }

        @Override
        public void showInfo(String bunk) {
            int price = new Random().nextInt(500);
            System.out.println(String.format("%s->%s：%s價格：%s 元", this.from, this.to, bunk, price));
        }
    }

    static class TicketFactory {
        public static ITicket queryTicket(String from, String to) {
            return new TrainTicket(from, to);
        }
    }
}

分析：上面的代碼中沼瘫，客戶端進(jìn)行查詢時抬纸，系統(tǒng)通過TicketFactory直接創(chuàng)建一個火車票對象，但是這樣做的話耿戚，當(dāng)某個瞬間如果有大量的用戶請求同一張票的信息時湿故，系統(tǒng)就會創(chuàng)建出大量該火車票對象，系統(tǒng)內(nèi)存壓力驟增膜蛔。而其實(shí)更好的做法應(yīng)該是緩存該票對象坛猪，然后復(fù)用提供給其他查詢請求，這樣一個對象就足以支撐數(shù)以千計(jì)的查詢請求皂股，對內(nèi)存完全無壓力墅茉，使用 享元模式 可以很好地解決這個問題；
具體代碼如下：只需對上面代碼的TicketFactory進(jìn)行更改，增加緩存機(jī)制：

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ITicket ticket = TicketFactory.queryTicket("深圳北", "潮汕");
        ticket.showInfo("硬座");
        ticket = TicketFactory.queryTicket("深圳北", "潮汕");
        ticket.showInfo("軟座");
        ticket = TicketFactory.queryTicket("深圳北", "潮汕");
        ticket.showInfo("硬臥");
    }
    ...
    ...
    static class TicketFactory {
        private static Map<String, ITicket> sTicketPool = new HashMap<>();

        // 側(cè)重于演示就斤，不考慮性能等問題
        public static synchronized ITicket queryTicket(String from, String to) {
            String key = from + "->" + to;
            if (TicketFactory.sTicketPool.containsKey(key)) {
                System.out.println("使用緩存 ==> " + key);
                return TicketFactory.sTicketPool.get(key);
            }
            System.out.println("第一次查詢悍募，創(chuàng)建對象 ==> " + key);
            ITicket ticket = new TrainTicket(from, to);
            TicketFactory.sTicketPool.put(key, ticket);
            return ticket;
        }
    }
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

第一次查詢，創(chuàng)建對象 ==> 深圳北->潮汕
深圳北->潮汕：硬座價格：429 元
使用緩存 ==> 深圳北->潮汕
深圳北->潮汕：軟座價格：321 元
使用緩存 ==> 深圳北->潮汕
深圳北->潮汕：硬臥價格：481 元

可以看到洋机，除了第一次查詢創(chuàng)建對象后坠宴，后續(xù)查詢相同車次票信息都是使用緩存對象，無需創(chuàng)建新對象了绷旗。