一、适用场景

内存属于稀缺资源，不能随意浪费。如果在一个系统中有很多个完全相同或相似的对象，我们就可以使用享元模式，让他们共享一份内存即可，不必每个都去实例化对象，从而节省内存空间。

二、模式核心

• 享元模式以共享的方式高效的支持大量细粒度对象的重用。
• 享元对象能做到共享的关键是区分了内部状态和外部状态。
  • 内部状态：可以共享，不会随环境改变而改变。
  • 外部状态：不可以共享，会随环境改变而改变。

围棋例子：

每一个围棋棋子都是一个对象，并都有如下属性：

三、享元模式结构

UM类图：

• FlyWeight抽象享元类：通常是一个接口或抽象类，声明公共方法，这些方法可以向外界提供对象的内部状态，设置外部状态。
• UnsharedConcreteFlyWeight非共享享元类：不能被共享的子类可以设计为非共享享元类。

• ConcreteFlyWeight具体享元类：为内部状态提供成员变量进行存储。

• FlyWeightFactory享元工厂类：创建并管理享元对象，享元池一般设计为键值对。

围棋代码示例：
FlyWeight抽象享元类:

public interface ChessFlyWeight {
  String getColor();//获取颜色，内部状态
  void display(Coordinate c);//展示位置，外部状态

} 

UnSharedConcreteFlyweight 非共享享元类:

/**
 * 外部状态：棋子坐标位置
 */
public class Coordinate {
  private int x,y;

  public Coordinate(int x, int y) {
    super();
    this.x = x;
    this.y = y;
  }

  public int getX() {
    return x;
  }

  public void setX(int x) {
    this.x = x;
  }

  public int getY() {
    return y;
  }

  public void setY(int y) {
    this.y = y;
  }
}

ConcreteFlyWeight具体享元类:

class ConcreteChess implements ChessFlyWeight{
  private String color;

  public ConcreteChess(String color) {
    super();
    this.color = color;
  }

  public String getColor() {

    return color;
  }

  public void display(Coordinate c) {
    System.out.println("棋子颜色："+color);
    System.out.println("棋子位置"+c.getX()+"-----"+c.getY());

  }

}

FlyWeightFactory享元工厂

public class ChessFlyWeightFactory {
  //享元池
  private static Map<String,ChessFlyWeight> map=new HashMap<String,ChessFlyWeight>();

  public static ChessFlyWeight getChess(String color){
    if(map.get(color)!=null){
      return map.get(color);
    }else{
      ChessFlyWeight cfw=new ConcreteChess(color);
      map.put(color, cfw);
      return cfw;
    }
  }
}

客户端

public class Client {

  public static void main(String[] args) {
    ChessFlyWeight chess1=ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
    ChessFlyWeight chess2=ChessFlyWeightFactory.getChess("黑色");
    System.out.println(chess1);
    System.out.println(chess2);

    System.out.println("-----增加外部状态的处理----");
    chess1.display(new Coordinate(10,10));
    chess2.display(new Coordinate(20,20));

  }

}



//输出结果
flyweight.ConcreteChess@15db9742
flyweight.ConcreteChess@15db9742
-----增加外部状态----
棋子颜色：黑色
棋子位置10-----10
棋子颜色：黑色
棋子位置20-----20

从上面的输出结果可看出chess1,chess2两个对象使用的是同一个内存空间，即它们是同一实例。

在JAVA语言中，String类型就是使用了享元模式。String对象是final类型，对象一旦创建就不可改变。在JAVA中字符串常量都是存在常量池中的，JAVA会确保一个字符串常量在常量池中只有一个拷贝。String a=”abc”，其中”abc”就是一个字符串常量。

四、总结

优点：

• 极大减少内存中对象的数量。
• 相同或相似的对象内存只保持一份，极大的节约资源，提高系统性能。
• 外部状态相对独立，不影响内部变化。

缺点：

• 模式较复杂，使程序逻辑复杂化。
• 为了节省内存，共享了内部状态，分离出了外部状态，而读取外部状态使运行时间变长。用时间换空间。