享元模式
1、定义
享元模式：运用共享技术有效的支持大量细粒度对象的复用
2、享元模式结构
- Flyweight（抽象享元类）：通常是一个接口或抽象类，在抽象享元类中声明了具体享元类公共的方法，这些方法可以向外界提供享元对象的内部数据（状态），同时也可以通过这些方法来设置外部数据（状态）
- ConcreteFlyweight（具体享元类）：实现抽象享元类，其实例称为享元对象，在具体享元类中为内部状态提供了存储空间。通常可以结合单例模式来设计具体享元类，为每一个具体享元类提供唯一的享元对象
- UnsharedConcreteFlyweight（非共享具体享元类）：并不是所有的抽象享元类的子类都需要被共享，不能被共享的子类可设计为非共享具体享元类。可直接通过实例化创建
- FlyweightFactory（享元工厂类）：用于创建并管理享元对象
3、示例
开发一个围棋软件，会发现棋子的形状大小完全相同，只是颜色和位置不同。如果每个棋子都作为一个独立的对象存储在内存中，会导致需要大量的内存空间，为了解决这个问题，可以用到享元模式
围棋棋子类
public abstract class IgoChessman {
public abstract String getColor();
public void display() {
System.out.println("棋子颜色:" + this.getColor());
}
}
黑子、白子具体实现类
public class BlackIgoChessman extends IgoChessman{
@Override
public String getColor() {
return "黑色";
}
}
public class WhiteIgoChessman extends IgoChessman {
@Override
public String getColor() {
return "白色";
}
}
棋子工厂类 使用了单例模式对其进行设计
public class IgoChessmanFactory {
private static IgoChessmanFactory instance = new IgoChessmanFactory();
private static Hashtable hashtable;
private IgoChessmanFactory() {
hashtable = new Hashtable();
IgoChessman black,white;
black = new BlackIgoChessman();
hashtable.put("black", black);
white = new WhiteIgoChessman();
hashtable.put("white", white);
}
public static IgoChessmanFactory getInstance() {
return instance;
}
public IgoChessman getIgoChessman(String color) {
return (IgoChessman) hashtable.get(color);
}
}
Client
public class Client {
public static void main(String[] args) {
IgoChessman black1, black2, white1, white2;
IgoChessmanFactory factory;
factory = IgoChessmanFactory.getInstance();
black1 = factory.getIgoChessman("black");
black2 = factory.getIgoChessman("black");
System.out.println("判断两颗黑子是否相同：" + (black1 == black2));
white1 = factory.getIgoChessman("white");
white2 = factory.getIgoChessman("white");
System.out.println("判断两颗白子是否相同：" + (white1 == white2));
black1.display();
white1.display();
}
}
输出结果
判断两颗黑子是否相同：true
判断两颗白子是否相同：true
棋子颜色:黑色
棋子颜色:白色
4、享元模式优缺点
4.1优点
- 可以减少内存中对象的数量，节约系统资源，提高系统性能（String类）
- 享元模式的外部状态相对独立，不会影响其内部状态，从而使享元对象可以再不同环境中被使用
4.2缺点
- 使系统变得复杂，需要分离出内部状态和外部状态
- 为了使对象可以共享，需要将享元对象的部分状态外部化，读取外部状态将使运行时间变长
5、享元模式适用环境
当都具备下列情况时，使用Flyweight模式：
1.一个应用程序使用了大量的对象。
2.完全由于使用大量的对象，造成很大的存储开销。
3.对象的大多数状态都可变为外部状态。
4.如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象。
5.应用程序不依赖于对象标识。Flyweight对象可以被共享。