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核心思想

• 享元模式（Flyweight Pattern）是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式，主要用于減少程序中大量對象的內(nèi)存消耗。該模式通過共享相同的數(shù)據(jù)來有效減少內(nèi)存的使用，適用于對象非常多且可以共享一部分狀態(tài)的場景。
• 核心：將對象的內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)分離：

• • 內(nèi)部狀態(tài)：存儲在享元對象內(nèi)部的、不會改變的狀態(tài)，通常是可以共享的。
  • 外部狀態(tài)：依賴于環(huán)境且變化的狀態(tài)，不可共享。

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結(jié)構(gòu)

1. Flyweight（享元角色）

• 聲明享元對象的接口，通常是不可變的。

2. ConcretFlyweight（具體享元角色）

• 實現(xiàn) Flyweight 接口，存儲共享狀態(tài)。

3. UnsharedConcreteFlyweight（非共享具體享元角色）

• 非共享的享元對象，一般不是由享元工廠創(chuàng)建。

4. FlyweightFactory（享元工廠）

• 用來管理享元對象的工廠類，確保共享對象的唯一性。

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適用場景

1. 存在大量相似對象。
2. 對象狀態(tài)可分為內(nèi)部、外部狀態(tài)。
3. 節(jié)省內(nèi)存，避免重復(fù)創(chuàng)建對象。

優(yōu)缺點

優(yōu)點：

1. 節(jié)省內(nèi)存：避免重復(fù)創(chuàng)建相似對象。
2. 提高性能：減少重復(fù)創(chuàng)建對象的開銷。

缺點：

1. 增加復(fù)雜性：享元模式、工廠類的設(shè)計。

實現(xiàn)步驟

1. 將需要改寫為享元的類成員變量拆分為兩個部分：

1. 1. 內(nèi)在狀態(tài)： 包含不變的、 可在許多對象中重復(fù)使用的數(shù)據(jù)的成員變量。
   2. 外在狀態(tài)： 包含每個對象各自不同的情景數(shù)據(jù)的成員變量

1. 保留類中表示內(nèi)在狀態(tài)的成員變量， 并將其屬性設(shè)置為不可修改。 這些變量僅可在構(gòu)造函數(shù)中獲得初始數(shù)值。
2. 找到所有使用外在狀態(tài)成員變量的方法， 為在方法中所用的每個成員變量新建一個參數(shù)， 并使用該參數(shù)代替成員變量。
3. 你可以有選擇地創(chuàng)建工廠類來管理享元緩存池， 它負(fù)責(zé)在新建享元時檢查已有的享元。 如果選擇使用工廠， 客戶端就只能通過工廠來請求享元， 它們需要將享元的內(nèi)在狀態(tài)作為參數(shù)傳遞給工廠。
4. 客戶端必須存儲和計算外在狀態(tài) （情景） 的數(shù)值， 因為只有這樣才能調(diào)用享元對象的方法。 為了使用方便， 外在狀態(tài)和引用享元的成員變量可以移動到單獨的情景類中。

示例

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// 享元角色
public abstract class AbstractBox {

    // 獲取圖形
    public abstract String getShape();

    // 顯示圖形及顏色
    public void display(String color){
        System.out.println("方塊：" + getShape() + "，顏色：" + color);
    }
}

// 具體享元角色——I
public class IBox extends AbstractBox{
    @Override
    public String getShape() {
        return "I";
    }
}

// 具體享元角色——L
public class LBox extends AbstractBox{
    @Override
    public String getShape() {
        return "L";
    }
}

// 具體享元角色——O
public class OBox extends AbstractBox{
    @Override
    public String getShape() {
        return "O";
    }
}

// 享元工廠（靜態(tài)內(nèi)部類單例方式）
public class BoxFactory {

    // 享元對象池
    private Map<String, AbstractBox> boxes;

    // 私有化構(gòu)造器
    private BoxFactory() {
        boxes = new HashMap<>();
        boxes.put("L", new LBox());
        boxes.put("I", new IBox());
        boxes.put("O", new OBox());
    }

    // 獲取享元對象
    public AbstractBox getBox(String type) {
        return boxes.get(type);
    }

    // 創(chuàng)建靜態(tài)內(nèi)部類
    private static class SingletonHolder {
        private static final BoxFactory INSTANCE = new BoxFactory();
    }

    // 獲取享元工廠實例
    public static BoxFactory getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

// 客戶端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {

        // 1.獲取享元工廠
        BoxFactory boxFactory = BoxFactory.getInstance();

        // 2.獲取享元對象
        AbstractBox box1 = boxFactory.getBox("L");
        AbstractBox box2 = boxFactory.getBox("I");
        AbstractBox box3 = boxFactory.getBox("O");
        AbstractBox box4 = boxFactory.getBox("O");

        // 3.獲取非享元對象并顯示
        box1.display("red");
        box2.display("blue");
        box3.display("green");
        box4.display("yellow");

        // 4.驗證享元對象是否共享
        System.out.println(box3 == box4);

    }
}

在源碼中的應(yīng)用

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與其他模式的關(guān)系

• 你可以使用享元模式實現(xiàn)組合模式樹的共享葉節(jié)點以節(jié)省內(nèi)存。
• 享元展示了如何生成大量的小型對象， 外觀模式則展示了如何用一個對象來代表整個子系統(tǒng)。
• 如果你能將對象的所有共享狀態(tài)簡化為一個享元對象， 那么享元就和單例模式類似了。 但這兩個模式有兩個根本性的不同。

• • 只會有一個單例實體， 但是享元類可以有多個實體， 各實體的內(nèi)在狀態(tài)也可以不同。
  • 單例對象可以是可變的。 享元對象是不可變的。

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