Java设计模式之享元模式

享元模式：是对象的结构模式，以共享的方式高效地支持大量的细粒度的对象。
享元模式的核心思想是：如果在一个系统中存在多个相同的对象，那么只需要共享一份对象的拷贝，而不必为每一使用都创建新的对象。在享元模式中，由于需要构造和维护这些可以共享的对象，因此，常常用到一个工厂类，用于创建和维护对象。

享元模式的应用

在Java语言中，String类型就使用了享元模式，String对象是不变对象，一旦创建出来就不能改变，如果需要改变一个字符串的值，就只好创建一个新的String对象，在JVM内部，String对象都是共享的，如果一个系统中有两个String对象所包含的字符串相同的话，JVM实际只创建一个String对象提供给两个引用，从而实现String对象的共享。String的intern()方法给出这个字符串在共享池中唯一实例。

类图与角色

• 抽象享元角色：是具体享元类的超类，定义需要共享的对象业务接口。
• 具体享元角色：实现抽象享元的接口
• 享元工厂角色：用于创建具体享元类，维护相同的享元对象。保证相同的享元对象可以被系统共享。即，其内部使用了类似单例模式的方法，当请求对象已经存在时，直接返回对象， 不存在时，再创建对象。
• 客户端角色：需要维护一个对所有享元对象的引用。

实例代码

抽象享元角色声明了operation(state)方法。如下：

public abstract class Flyweight {
    abstract public void operation(String state);
}

具体享元类实现了抽象享元角色所给定的接口，在这里就是operation()方法。如下：

public class ConcreteFlyweight extends Flyweight {
    private Character state = null;

    public ConcreteFlyweight(Character state) {
        this.state = state;
    }

    @Override
    public void operation(String state) {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("构造方法state="+this.state+", 实现接口operation方法state="+state);
    }

}

必须指出的是，客户端不可以直接将具体的享元类实例化，而必须通过一个工厂对象利用一个factory()方法得到享原对象，一般而言，享元工厂对象在整一个系统中只有一个，因此可以使用单例模式。如下：

public class FlyweightFactory {

    private HashMap files = new HashMap();
    private Flyweight lnkFlyweight;

    public FlyweightFactory() {
    }

    public Flyweight factory(Character state) {
        if (files.containsKey(state)) {
            return (Flyweight) files.get(state);
        } else {
            Flyweight fly = new ConcreteFlyweight(state);
            files.put(state, fly);
            return fly;
        }
    }

    public void checkFlyweight() {
        Flyweight fly;
        int i = 0;
        for (Iterator it = files.entrySet().iterator(); it.hasNext();) {
            Map.Entry e = (Entry) it.next();
            System.out.println("Item " + (++i) + ":" + e.getKey());
        }
    }
}

在使用享元模式的时候，首先需要创建享元工厂对象，然后向享元工厂对象要求具有某个状态的享元。代码如下：

FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
        Flyweight fly = factory.factory(new Character('a'));
        fly.operation("First Call");

        fly = factory.factory(new Character('b'));
        fly.operation("Second Call");

        fly = factory.factory(new Character('a'));
        fly.operation("Third Call");

        factory.checkFlyweight();

虽然上面申请了三个享元对象，但是实际上创建的享用对象只有两个，这就是共享的含义。
然后我在最后用享元工厂角色的checkFlyweight()验证一下。我们看一下上面代码的运行结果：

构造方法state=a, 实现接口operation方法state=First Call
构造方法state=b, 实现接口operation方法state=Second Call
构造方法state=a, 实现接口operation方法state=Third Call
Item 1:a
Item 2:b

总结：享元模式需要在实际应用前端开发比较少使用，更多地在服务器端使用。享元模式可以节省重复创建对象的开销，因为被享元模式维护的相同对象只会被创建一次，当创建对象比较耗时时，便可以节省大量时间。

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希望通过这篇文章大家可以对享元模式有一个大致的了解。谢谢！
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