享元模式/Flyweight模式/对象结构型/设计模式

flyweight 享元模式（对象结构型）

Flyweight在拳击比赛中指最轻量级，即“蝇量级”或“雨量级”，这里选择使用“享元模式”的意译，是因为这样更能反映模式的用意。享元模式是对象的结构模式。享元模式以共享的方式高效地支持大量的细粒度对象。

意图

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。关键字：对象共享

动机

Flyweight模式描述了如何共享对象，降低内存消耗和运行开销。Flyweight是一个共享对象，对象有内部状态和外部状态。

内部状态存于享元中，包含独立于场景的信息；

外部状态取决于场景，非共享。

适用场景

1. 程序适用了大量对象，并造成了很大的存储开销
2. 对象的大多数状态都可以变为外部状态
3. 删除外部状态后，可以用相对较少的共享对象取代原对象们

享元模式要素 享元接口+享元+享元工厂

1. Flyweight接口，规定享元需要实现的方法，外部状态，可变部分
2. ConcreteFlyweight，具体享元对象，为内部状态提供存储空间，实现享元接口，为外部状态提供入口
3. FlyweightFactory，享元工厂，创建和管理具体享元角色。

简单享元模式代码

interface Flyweight{
    void fly(Object externalState);
}

class ConcreteFlyweight implements Flyweight{
    private Object innerState=null;

	//内部状态存储
	public ConcreteFlyweight(Object innerState){
        this.innerState = innerState;
    }

	//外部状态，改变行为
	@Override
	public void fly(Object externalState) {
		// do sth
	}

}

 class FlyweightFactory {
    private Map<Object,Flyweight> files = new HashMap<Object,Flyweight>();

    public Flyweight factory(Object state){
        //从工厂中取出缓存的享元，不存在则创建，并放入缓存
        Flyweight fly = files.get(state);
        if(fly == null){
            fly = new ConcreteFlyweight(state);
            files.put(state, fly);
        }
        return fly;
    }
}

组合式的享元模式

将单独可共享的具体享元对象，进行各种组合，并提供访问接口。

interface Flyweight{
    void fly(Object externalState);
}

class ConcreteFlyweight implements Flyweight{
	private Object innerState=null;
	public ConcreteFlyweight(Object innerState){
        this.innerState = innerState;
    }
	@Override
	public void fly(Object externalState) {
		// do sth
	}

}

//组合享元，提供一组享元的组合，并提供享元接口
class CompositeConcreteFlyweight implements Flyweight{
	private List<Flyweight> flyweights=new ArrayList<>();

    //组合享元组，添加单享元
	public void add(Flyweight flyweight){
		flyweights.add(flyweight);
    }

    //享元组，外边状态接口方法
	@Override
	public void fly(Object externalState) {
		for (Flyweight flyweight : flyweights) {
			flyweight.fly(externalState);
		}
	}
}

//享元工厂，提供组合享元和单独享元的获取方法
 class FlyweightFactory {
    private Map<Object,Flyweight> files = new HashMap<Object,Flyweight>();

   //获取享元组
    public Flyweight factory(List<Object> compositeState){
    	CompositeConcreteFlyweight compositeFly = new CompositeConcreteFlyweight();
        for(Object state : compositeState){
            compositeFly.add(factory(state));
        }

        return compositeFly;
    }

    //获取单享元
    public Flyweight factory(Object state){
        Flyweight fly = files.get(state);
        if(fly == null){
            fly = new ConcreteFlyweight(state);
            files.put(state, fly);
        }
        return fly;
    }
}

经典应用

文档编辑器，每个字符，都是一个享元对象，这使得文档编辑器运行很快。

还有就是JDK中的String对象，相同的字符串，地址相当（可以用==判断），所以每个字符串都是常量，并且是享元。

参考

《设计模式》

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