享元模式(Flyweight Pattern)详解

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享元模式(Flyweight Pattern)

定义：

采用一个共享来避免大量拥有相同内容对象的开销。这种开销中最常见、直观的就是内存的损耗。享元模式以共享的方式高效的支持大量的细粒度对象。

享元的英文是flyweight，是一个来自体育方面的专业用语，在拳击、摔跤和举重比赛中特指最轻量的级别。把这个单词移植到软件工程中，也是用来表示特别小的对象，即细粒度的对象。至于为什么把flyweight翻译为享元，可以理解为共享元对象，也就是共享细粒度对象。

享元模式中区分了内蕴状态和外蕴状态。内蕴状态不能改变，是可以共享的。外蕴状态是可以的改变的，不能共享，由客户端保持。

模式组成：

Flyweight: 抽象享元类。所有具体享元类的超类或者接口，通过这个接口，Flyweight可以接受并作用于外部专题
ConcreteFlyweight: 具体享元类。指定内部状态，为内部状态增加存储空间
FlyweightFactory:享元工厂类。用来创建并管理Flyweight对象，它主要用来确保合理地共享Flyweight，当用户请求一个Flyweight时，FlyweightFactory就会提供一个已经创建的Flyweight对象或者新建一个（如果不存在）。

uml类图：

模式分类：

单纯享元模式（即该对象没有外蕴状态，整个对象可以共享，类似于单例模式）
复合享元模式（该对象有内蕴状态，也有外蕴状态，内蕴状态共享）

优点：

极大的减少系统中对象的个数，节省内存的开销
避免创建过多的对象，提升性能

缺点：（这也算缺点？有待考究）

由于享元模式需要区分外部状态和内部状态，使得应用程序在某种程度上来说更加复杂化了
为了使对象可以共享，享元模式需要将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间变长

应用场景：

存在大量重复对象的场景

在Java中，lang包下的Integer类，对于经常使用的-128 到 127 范围内的Integer对象当类一被加载时就被创建了，并保存在cache数组中，一旦程序调用valueOf 方法，如果i的值是在-128 到 127 之间就直接在cache缓存数组中去取Integer对象而不是创建一个新对象，这就是享元模式的应用。

java.lang.Integer#valueOf(int)
java.lang.Boolean#valueOf(boolean)
java.lang.Byte#valueOf(byte)
java.lang.Character#valueOf(char)

举个栗子：

定义抽象享元角色

abstract class Dish {public abstract void desc();
}

定义具体享元角色

class ButterMoshroom extends Dish {public String taste;public ButterMoshroom(String taste) {this.taste = taste;}@Overridepublic void desc() {System.out.println(taste + "酱野山菌");}
}

定义工厂

class ButterMoshroomFactory {static Map<String, Dish> dishes = new HashMap<String, Dish>();public synchronized static Dish getDish(String taste) {Dish dish = dishes.get(taste);if (dish == null) {dish = new ButterMoshroom(taste);}dishes.put(taste, dish);return dish;}
}

客户端调用

public static void main(String[] args) {ButterMoshroomFactory.getDish("xo").desc();ButterMoshroomFactory.getDish("番茄").desc();
}

输出

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