Java设计模式之亨元模式

之前在项目中接触过亨元模式这一种设计模式，当时因为项目赶进度，因此只不过是大概的了解了一下，刚好今天有时间，就写一篇博客详细的学习一下亨元模式。

一、概念

运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象。（来自百度百科）

百度上的解释十分的抽象，相信很多人和我一样，咋看上去，一脸懵，不知道在说些什么，如果换一种说法，也许会更容易理解：亨元模式主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。

二、结构图

在看具体的实现案例之前，首先了解一下亨元模式的几个概念和UML结构图。

三、实现Demo

去图书馆借书的过程就是一个典型的亨元模式实现案例，当我们去图书馆借书时，如果书架上有这本书，那么就直接拿走，如果没有，就需要到图书管理处拿一本新书，对于整个图书馆来说，书其实是共享的。

在这个过程中，图书馆就相当于亨元工厂，书就相当于抽象的亨元接口，而每一个人借的书就相当于具体的亨元实现。在这其中，亨元工厂是核心。

首先，定义抽象的亨元接口，也就是书。

public interface Book (
      // 借书的方法
      public void borrowBook();
}    

接下来，就是定义每一本书的具体实现类。

public class SpecificBook implements Book {
    // 书名
    private String bookName;
    // 构造方法
    public SpecificBook (Sting bookName){
        this.bookName = bookName;
    }
    @Override
    public void borrowBook(){
        System.out.println("借出书的书名为："+ this.bookName);
    }
}

然后定义亨元工厂，也就是图书馆。

public class Library {
    // 图书列表
    private Map<String, Book> bookMap = new HashMap<String, Book>();
    private static Library library = new Library();
    // 采用单例模式创建图书馆
    public static Library getInstance(){
        return library;
    }
    // 向外借书
    public Book studentLoan(String booName){
        if (!bookMap.containsKey(bookName)){
            bookMap.put(bookName, new Book(bookName));
        }
        return (Book)bookMap.get(bookName);
    }
    // 获得图书数量
    public int getBookNumber(){
        return bookMap.size();
    }
}

最后，就是测试代码，也就是模拟学生去图书馆借书这一过程。

public class Student {
    // 图书馆书的集合
    private static List<Book> bookList = new ArrayList<Book>();
    private static Library library;
    public static void main(String[] args) {
        library = Library.getInstance();
        studentBorrowBook("java入门教程（一）");
        studentBorrowBook("java入门教程（二）");
        studentBorrowBook("java入门教程（一）");
        studentBorrowBook("java入门教程（二）");
        // 借书
        for (Book book : bookList) {
            book.borrowBook();
        }
        // 输出借书数目
        System.out.println("学生借了"+bookList.size()+“本书，图书馆有”+library.getBookMember+"本书。");
        private static void studentBorrowBook(string bookName) {
            bookList.add(library.studentLoan(bookName));
        }
}

在这个案例中，学生借了总共四本书，但是图书馆借出去只有两本。

四、总结分析

使用场景：

1、系统中有大量对象。

2、这些对象消耗大量内存。

3、这些对象的状态大部分可以外部化。

4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来事，每一组对象都可以用一个对象来代替。

5、系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

6、需要缓冲池的场景。

优点：

1、大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。

缺点：

1、提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

内部状态和外部状态：

内部状态：指对象共享出来的信息，存储在亨元对象内部并且不会随环境的改变而改变。

外部状态：指对象得以依赖的一个标记，是随环境改变而改变的，不可共享的状态。

注意事项：

1、注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。

2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。