Java设计模式之从[Dota地图]分析享元(Flyweight)模式

　　在Dota游戏的地图中有几百棵树，现在假设这些树木无非是这两种：白杨、枫树，数量一共为400棵，那么，在装载这个地图场景的时候，我们是不是应该给这400课树一一建立对象呢？（如：MapItem tree1 = new MapItem("白杨");MapItem tree2 = new MapItem("枫树");MapItem tree3 = new MapItem("白杨");……）哪怕这些语句写在循环中减少了我们代码书写的工作量，对于系统来说，是十分消耗资源的一件事情，因为系统要生成400个对象。可见这样十分影响效率。那么，我们能不能用一些优化技术呢？当然可以，那就是使用“享元模式”。如果看到这里还不明白的话，接着往下看就能够明白了。

　　享元模式的意图是运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。在上面的例子中，我们把所有的同一种类的树指向同一个对象，这样可以来节省内存的使用，提高程序效率，请看以下代码：

interface FlyweightItem {
    void draw();
}

class FlyweightMapItem implements FlyweightItem {
    String name;
    public FlyweightMapItem(MapItem map){
        this.name = map.name;
    }
    public void draw(){
        System.out.printf("正在绘制%s\n", name);
    }
}

class MapItem {
    String name;
    public MapItem(String name){
        this.name = name;
    }
}

class FlyweightMapFactory {
    private static FlyweightMapFactory flyweightMapFactory = new FlyweightMapFactory();
    private HashMap<String, FlyweightMapItem> itemMap = new HashMap<String, FlyweightMapItem>();
    private int itemCount = 0;
    public int getItemCount(){
        return itemCount;
    }
    public static FlyweightMapFactory getFlyweightMapFactory(){
        return flyweightMapFactory;
    }
    public FlyweightMapItem getItem(MapItem item){
        if (itemMap.containsKey(item.name)){
            return itemMap.get(item.name);
        } else {
            FlyweightMapItem map = new FlyweightMapItem(item);
            itemCount ++;
            itemMap.put(item.name, map);
            return map;
        }
    }
}

class Flyweight
{
    public static void main(String[] args) {
        FlyweightItem item1 = FlyweightMapFactory.getFlyweightMapFactory().getItem(new MapItem("枫树"));
        FlyweightItem item2 = FlyweightMapFactory.getFlyweightMapFactory().getItem(new MapItem("枫树"));
        FlyweightItem item3 = FlyweightMapFactory.getFlyweightMapFactory().getItem(new MapItem("白杨"));
        FlyweightItem item4 = FlyweightMapFactory.getFlyweightMapFactory().getItem(new MapItem("枫树"));
        item1.draw();
        item2.draw();
        item3.draw();
        item4.draw();
        System.out.println("享元中拥有的对象数量为：");
        System.out.println(FlyweightMapFactory.getFlyweightMapFactory().getItemCount());
    }
}

　　假设我们正在做一个地图编辑器，所有的地图元素都是MapItem类，其中的name表示这个地图元素的名称，我们用它来判断是否两个元素为同一元素。MapItem对象可作为参数传给FlyweightMapItem对象，FlyweightMapItem有一个draw方法，表示把这个元素绘制出来。FlyweightMapFactory是用于判断元素唯一性的一个工厂类，它内部有一个Map来记录元素是否已经生产过，在调用getItem时，如果对象已经生产过，则直接返回生产的对象，否则，新建一个对象，并将它加入Map中然后返回。由于工厂在本例中必须唯一，因此它采用的是单例模式。

　　最后，输出的结果为：

正在绘制枫树
正在绘制枫树
正在绘制白杨
正在绘制枫树
享元中拥有的对象数量为：
2
　　可见，虽然我们建立了item1、item2、item3、item4，但是由于item1、item2、item4都是枫树，在享元模式中，它们共享着同一个对象，因此有item1==item2==item4，那么，整个系统中，真正拥有的对象数量也就只有2个了，分别是枫树和白杨。

　　以上便是享元模式的一个简单应用。享元模式会增加程序的复杂程度，但是会增加程序的效率（在上面的例子中，虽然新建了MapItem对象，但是它很快就被垃圾回收了）。享元模式的应用有：Java的String类型（如String a= "123"; String b="123"; 最后发现a==b，说明Java的String类型是享元模式的），以及文字处理系统中字符的处理方法（这个是显然的，假设一篇文章有10万个字，不可能建立10万个对象的，它需要用到享元模式来减少开支）。享元模式通常包含共享部分和非共享部分，非共享部分通常作为共享部分的父节点。