设计模式——享元模式（附代码示例）

枫陵

已于 2022-05-25 20:42:03 修改

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分类专栏：设计模式文章标签：设计模式享元模式

于 2022-05-23 11:14:16 首次发布

原文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_45034708/article/details/114998892

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一. 传统方式

以网站项目展示为例，有的要求以新闻形式发布，有的要求以博客形式发布，有的要求以微信公众号形式发布

1. 传统方式解决

给每个网站租用一个空间，直接复制粘贴一份，然后根据客户不同要求，进行定制修改

2. 传统方式存在问题

需要的网站结构相似度很高，而且都不是高访问量网站，如果分成多个虚拟空间来处理，相当于一个相同网站的实例对象很多，造成服务器的资源浪费

3. 解决思路

整合到一个网站中，共享其相关的代码和数据，对于硬盘、内存、CPU、数据库空间等服务器资源都可以达成共享，减少服务器资源。对于代码来说，由于是一份实例，维护和扩展都更加容易。故引出享元模式。

二. 享元模式

1. 概念

享元模式(Flyweight Pattern)也叫蝇量模式，运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。常用于系统底层开发，解决系统的性能问题。像数据库连接池，里面都是创建好的连接对象，在这些连接对象中有我们需要的则直接拿来用，避免重新创建，如果没有我们需要的，则创建一个。

享元模式能够解决重复对象的内存浪费的问题，当系统中有大量相似对象，需要缓冲池时。不需总是创建新对象，可以从缓冲池里拿。这样可以降低系统内存，同时提高效率。

享元模式经典的应用场景就是池技术，String常量池、数据库连接池、缓冲池等等都是享元模式的应用，享元模式是池技术的重要实现方式。

2. 享元模式原理类图

FlyWeight：抽象的享元角色，它是产品的抽象类，同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现

ConcreteFlyWeight：具体的享元角色，是具体的产品类，实现抽象角色定义相关业务

UnSharedConcreteFlyWeight：不可共享的角色，一般不会出现在享元工厂

FlyWeightFactory：享元工厂类，用于构建一个池容器（集合），同时提供从池中获取对象方法

3. 内部状态和外部状态

享元模式提出了两个要求: 细粒度和共享对象。这里涉及到内部状态和外部状态，即将对象的信息分为两个部分:内部状态和外部状态。

内部状态指对象共享出来的信息，存储在享元对象内部且不会随环境的改变而改变

外部状态指对象得以依赖的一个标记，是随环境改变而改变的、不可共享的状态

以围棋为例，围棋只有黑白二色，其颜色不会随环境改变而改变，所以围棋颜色就是围棋的内部状态，可共享；棋子之间的差别在于位置不同，而落子后，棋子的位置会发生变化，所以棋子的坐标是棋子的外部状态，不可共享。

4. 代码示例

类图

User类，外部状态，不可共享，表示用户

public class User {
    private String name;

    public User(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

WebSite抽象类，抽象的享元角色

public abstract class WebSite {
    public abstract void use(User user);
}

ConcreteWebSite类，具体的享原角色，继承WebSite抽象类，type为内部状态，共享部分

public class ConcreteWebSite extends WebSite {
    private String type = "";//网站发布形式，内部状态，共享部分

    public ConcreteWebSite(String type) {
        this.type = type;
    }

    @Override
    public void use(User user) {
        System.out.println("网站的发布形式为："+type+","+user.getName()+"在使用");
    }
}

WebSiteFactory类，享元工厂类，构建一个池容器，提供从池中获取网站的方法，根据需求返回一个具体网站

public class WebSiteFactory {
    //集合，充当池的作用
    private HashMap<String,ConcreteWebSite> pool = new HashMap<>();

    //根据网站类型，返回一个网站，如果没有就创建一个并放入池中
    public WebSite getWebSiteCategory(String type){
        if(!pool.containsKey(type)){
            pool.put(type,new ConcreteWebSite(type));
        }
        return pool.get(type);
    }

    //获取网站分类数
    public int getWebSiteCount(){
        return pool.size();
    }

}

Client类，客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个工程类
        WebSiteFactory webSiteFactory = new WebSiteFactory();

        //A以一个新闻形式发布网站
        WebSite newsWebsite = webSiteFactory.getWebSiteCategory("新闻");
        newsWebsite.use(new User("A"));
        //B以一个博客形式发布网站
        WebSite blogWebsite1 = webSiteFactory.getWebSiteCategory("博客");
        blogWebsite1.use(new User("B"));
        //C以一个博客形式发布网站
        WebSite blogWebsite2 = webSiteFactory.getWebSiteCategory("博客");
        blogWebsite2.use(new User("C"));
        //D以一个博客形式发布网站
        WebSite blogWebsite3 = webSiteFactory.getWebSiteCategory("博客");
        blogWebsite3.use(new User("D"));

        //实际网站发布分类实例
        System.out.println("实际网站发布分类实例："+webSiteFactory.getWebSiteCount());

    }
}

输出结果

网站发布了4个，但是因享元模式提供了池容器，使得真正网站的实例只有2个，避免浪费