一、什么是享元模式：

? ? ? ? 享元模式通過共享技術(shù)有效地支持細粒度、狀態(tài)變化小的對象復(fù)用，當系統(tǒng)中存在有多個相同的對象，那么只共享一份，不必每個都去實例化一個對象，極大地減少系統(tǒng)中對象的數(shù)量。比如說一個文本系統(tǒng)，每個字母定一個對象，那么大小寫字母一共就是52個，那么就要定義52個對象。如果有一個1M的文本，那么字母是何其的多，如果每個字母都定義一個對象那么內(nèi)存早就爆了。那么如果要是每個字母都共享一個對象，那么就大大節(jié)約了資源。

????????在了解享元模式之前我們先要了解兩個概念：內(nèi)部狀態(tài)、外部狀態(tài)。

• 內(nèi)部狀態(tài)：在享元對象內(nèi)部不隨外界環(huán)境改變而改變的共享部分。
• 外部狀態(tài)：隨著環(huán)境的改變而改變，不能夠共享的狀態(tài)就是外部狀態(tài)。

????????由于享元模式區(qū)分了內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)，所以我們可以通過設(shè)置不同的外部狀態(tài)使得相同的對象可以具備一些不同的特性，而內(nèi)部狀態(tài)設(shè)置為相同部分。在我們的程序設(shè)計過程中，我們可能會需要大量的細粒度對象來表示對象，如果這些對象除了幾個參數(shù)不同外其他部分都相同，這個時候我們就可以利用享元模式來大大減少應(yīng)用程序當中的對象。如何利用享元模式呢？這里我們只需要將他們少部分的不同的部分當做參數(shù)移動到類實例的外部去，然后再方法調(diào)用的時候?qū)⑺麄儌鬟f過來就可以了。這里也就說明了一點：內(nèi)部狀態(tài)存儲于享元對象內(nèi)部，而外部狀態(tài)則應(yīng)該由客戶端來考慮。

二、UML結(jié)構(gòu)圖：

• （1）Flyweight：抽象享元類，所有具體享元類的超類或者接口，通過這個接口，Flyweight 可以接受并作用于外部專題；
• （2）ConcreteFlyweight：具體享元類。指定內(nèi)部狀態(tài)，為內(nèi)部狀態(tài)增加存儲空間。
• （3）UnsharedConcreteFlyweight：非共享具體享元類。指出那些不需要共享的Flyweight子類。
• （4）FlyweightFactory：享元工廠類，用來創(chuàng)建并管理Flyweight對象，它主要用來確保合理地共享Flyweight。

????????享元模式的核心是享元工廠類，享元工廠類維護了一個對象存儲池，當客戶端需要對象時，首先從享元池中獲取，如果享元池中存在對象實例則直接返回，如果享元池中不存在，則創(chuàng)建一個新的享元對象實例返回給用戶，并在享元池中保存該新增對象，這點有些單例的意思。

????????工廠類通常會使用集合類型來保存對象，如 HashMap、Hashtable、Vector 等等，在 Java 中，數(shù)據(jù)庫連接池、線程池等都是用享元模式的應(yīng)用。

public class FlyweightFactory{private HashMap flyweights = new HashMap();public Flyweight getFlyweight(String key){if(flyweights.containsKey(key)){return (Flyweight)flyweights.get(key);}else{Flyweight fw = new ConcreteFlyweight();flyweights.put(key,fw);return fw;}} }

三、代碼實現(xiàn)：

?場景：假如我們有一個繪圖的應(yīng)用程序，通過它我們可以出繪制各種各樣的形狀、顏色的圖形，那么這里形狀和顏色就是內(nèi)部狀態(tài)了，通過享元模式我們就可以實現(xiàn)該屬性的共享了。如下：

首先是形狀類：Shape.java。它是抽象類，只有一個繪制圖形的抽象方法。

public abstract class Shape {public abstract void draw(); }

然后是繪制圓形的具體類。Circle.java：

public class Circle extends Shape{private String color;public Circle(String color){this.color = color;}public void draw() {System.out.println("畫了一個" + color +"的圓形");} }

再是享元工廠類。FlyweightFactory：

//核心類 public class FlyweightFactory{static Map<String, Shape> shapes = new HashMap<String, Shape>();public static Shape getShape(String key){Shape shape = shapes.get(key);//如果shape==null,表示不存在,則新建,并且保持到共享池中if(shape == null){shape = new Circle(key);shapes.put(key, shape);}return shape;}public static int getSum(){return shapes.size();} }

在這里定義了一個HashMap 用來存儲各個對象，用戶需要對象時，首先從享元池中獲取，如果享元池中不存在，則創(chuàng)建一個新的享元對象返回給用戶，并在享元池中保存該新增對象。

最后是客戶端程序：Client.java：

public class Client {public static void main(String[] args) {Shape shape1 = FlyweightFactory.getShape("紅色");shape1.draw();Shape shape2 = FlyweightFactory.getShape("灰色");shape2.draw();Shape shape3 = FlyweightFactory.getShape("綠色");shape3.draw();Shape shape4 = FlyweightFactory.getShape("紅色");shape4.draw();Shape shape5 = FlyweightFactory.getShape("灰色");shape5.draw();Shape shape6 = FlyweightFactory.getShape("灰色");shape6.draw();System.out.println("一共繪制了"+FlyweightFactory.getSum()+"中顏色的圓形");} }

運行結(jié)果：

????????在 Java 中，String 類型就是使用享元模式，String 對象是 final 類型，對象一旦創(chuàng)建就不可改變。而 Java 的字符串常量都是存在字符串常量池中的，JVM 會確保一個字符串常量在常量池中只有一個拷貝。

String a="abc"，其中"abc"就是一個字符串常量。熟悉java的應(yīng)該知道下面這個例子：

String a = "hello"; String b = "hello"; if(a == b)System.out.println("OK"); elseSystem.out.println("Error");

輸出結(jié)果是：OK。可以看出if條件比較的是兩a和b的地址，也可以說是內(nèi)存空間。

四、享元模式的優(yōu)缺點：

1、享元模式的優(yōu)點：

（1）極大減少系統(tǒng)中對象的個數(shù)；

（2）由于使用了外部狀態(tài)，外部狀態(tài)相對獨立，不會影響到內(nèi)部狀態(tài)，所以享元模式使得享元對象能夠在不同的環(huán)境被共享。

2、享元模式的缺點：

（1）由于享元模式需要區(qū)分外部狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)，使得應(yīng)用程序在某種程度上來說更加復(fù)雜化了。

（2）為了使對象可以共享，需要將享元對象的狀態(tài)外部化，而讀取外部狀態(tài)使得運行時間變長。

3、適用場景：

（1）如果系統(tǒng)中存在大量的相同或者相似的對象，由于這類對象的大量使用，會造成系統(tǒng)內(nèi)存的耗費，可以使用享元模式來減少系統(tǒng)中對象的數(shù)量。

（2）對象的大部分狀態(tài)都可以外部化，可以將這些外部狀態(tài)傳入對象中。

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設(shè)計模式系列文章：

Java設(shè)計模式之創(chuàng)建型：工廠模式詳解（簡單工廠+工廠方法+抽象工廠）

Java設(shè)計模式之創(chuàng)建型：建造者模式

Java設(shè)計模式之創(chuàng)建型：單例模式

Java設(shè)計模式之創(chuàng)建型：原型模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：適配器模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：裝飾器模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：代理模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：橋接模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：外觀模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：組合模式

Java設(shè)計模式之結(jié)構(gòu)型：享元模式

Java設(shè)計模式之行為型：策略模式

Java設(shè)計模式之行為型：模板方法模式

Java設(shè)計模式之行為型：責(zé)任鏈模式

Java設(shè)計模式之行為型：觀察者模式

Java設(shè)計模式之行為型：訪問者模式

Java設(shè)計模式之行為型：中介者模式

Java設(shè)計模式之行為型：命令模式

Java設(shè)計模式之行為型：狀態(tài)模式

Java設(shè)計模式之行為型：備忘錄模式

Java設(shè)計模式之行為型：迭代器模式

Java設(shè)計模式之行為型：解釋器模式

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原博客鏈接：設(shè)計模式讀書筆記-----享元模式_chenssy 的技術(shù)博客-CSDN博客

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java设计模式之结构型：享元模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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