设计模式（java）-享元模式

1. 简介

  享元模式，同样引用百度百科的解释：

它使用共享物件，用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯给尽可能多的相似物件；它适合用于只是因重复而导致使用无法令人接受的大量内存的大量物件。通常物件中的部分状态是可以分享。常见做法是把它们放在外部数据结构，当需要使用时再将它们传递给享元。

  享元模式主要解决的是当系统中存在大的内存或对象时，且这些内存或对象在很多地方使用频繁，如果这些内存和对象可以重复利用，只需要改变他们的外部状态来控制其行为即可，这样就减少了系统对内存或大量对象的使用。
  以上提到了享元对象的外部状态，那么对应的就有内部状态。

内部状态：客户在获取享元对象的时候确定它，一旦确定后就不可以改变，它的值存储于享元对象中，一般的与该享元对象是一一映射的关系，类似数据库的唯一id。
外部状态：该状态是由客户来进行维护和控制的，享元对象中由这些外部状态的成员，客户根据自己维护的状态通过享元对象的方法摄入到其成员中，从而改变享元对象的逻辑行为。

  正确的理解内部状态和外部状态时创建享元模式结构的关键，而这个需要根据具体的业务模型进行规划设计。

类图

享元模式分为以下角色：

享元接口：享元类的父类，可以是接口也可以是抽象类。
具体共享享元类：拥有业务上共享的外部状态和内部状态的具体享元类。
具体非共享享元类：该享元类内部拥有非共享的状态，一般的共享享元类对象是其的一部分。
享元工厂：用于维护享元类对象，管理享元类对象的获取，一般的客户根据内部状态获取到相关的享元对象。

实例

  如下，我们需要在界面上绘制自己的图像，图像分为1D和2D，这个1D和2D就可以作为图像的内部状态，一旦它确定了就确定了一个享元对象。而在显示过程中我们需要知道图像的大小和显示位置，这些都是由客户去决定的，所以这个可以作为享元类的外部状态。
   享元模式类结构:

interface IImage {
	void draw();
}

class EImage implements IImage {
	
	private String strImageType;
	private int nPosX;
	private int nPosY;
	private int nWidth;
	private int nHeight;
	
	public EImage(String strImageType) {
		this.strImageType = strImageType;
	}
	
	public void SetImage(int nPosX, int nPosY, int nWidth, int nHeight) {
		this.nPosX = nPosX;
		this.nPosY = nPosY;
		this.nWidth = nWidth;
		this.nHeight = nHeight;
	}
	
	@Override
	public void draw() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("this image type is" + this.strImageType 
				+ "image size: " + nWidth + "、" + nHeight + ","
				+ "display position: " + nPosX + "、" + nPosY + ".");
	}
	
}

class EImageFactory {
	private static HashMap<String, IImage> imageMap = new HashMap<>();
	
	public static IImage getImage(String strImageType) {
		EImage image = (EImage)imageMap.get(strImageType);
		
		if (image == null) {
			image = new EImage(strImageType);
			imageMap.put(strImageType, image);	
		}
		
		return image;
	}
}

  客户代码:

public class EFlyweight {
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		EImage image1D = (EImage)EImageFactory.getImage("1D");
		image1D.SetImage(0, 0, 1, 10);
		image1D.draw();
		
		EImage image2D = (EImage)EImageFactory.getImage("2D");
		image2D.SetImage(0, 5, 10, 10);
		image2D.draw();
		
		EImage image2D1 = (EImage)EImageFactory.getImage("2D");
		image2D1.SetImage(5, 5, 20, 10);
		image2D1.draw();
	}
}

  输出：

this image type is1Dimage size: 1、10,display position: 0、0.
this image type is2Dimage size: 10、10,display position: 0、5.
this image type is2Dimage size: 20、10,display position: 5、5.

总结

  享元模式在一定程度上是对系统的内存使用和性能的优化，通过它我们大大减少了内存的使用。而享元对象的个数取决于内部状态的个数，取决于业务上的需求。它的使用场景也是很多的，我们需要在构建中正确的分析出它的内部状态和外部状态。