走穿23java种设计模式--12享元模式详解

小咪咪 2022-06-04 05:37 175阅读 0赞

# 走穿23java种设计模式–12享元模式详解 #

享元模式也许很多人都是没有听说过的，其实这个模式重点是“享”字，可以理解为分享、重复使用的意思。

享元模式，是池技术的重要实现方式，他可以降低大量重复的、细粒度的类在内存中的开销。

## 一.享元模式的现实场景 ##

现实生活中的抽奖活动，会有各种抽奖的奖品，用户抽到奖品后，主办方判断奖品是否存在，是否能中奖。其中有些普通奖品还能重复来抽。。。

在上面的这个场景中，抽奖环节是人人都可以参与的，奖票被共享，类似于设计模式中的享元模式。

## 二.享元模式（Flyweight Pattern）的定义 ##

使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。

这里的细粒度对象，也就是享元对象，享元对象能做到共享的关键是区分内部状态（Internal State）和外部状态（External State）。

### 1.内部状态是存储在享元对象内部的、可以共享的信息，并且不会随环境的改变而改变。 ###

### 2.外部状态是随环境改变而改变且不可以共享的状态。享元对象的外部状态必须由客户来保存，并在享元对象被创建之后，在需要使用的时候再转入享元对象内部。 ###

## 三.享元模式的类图 ##

![1][]

## 四.享元模式的四个角色 ##

### 1.抽象享元角色（Flyweight）： ###

该角色对享元类进行抽象，需要外部状态的操作可以通过参数的形式将外部状态传入。

### 2.具体享元角色（ConcreteFlyweight）： ###

该角色实现抽象享元定义的业务。注意享元对象的内部状态必须与化境无关，从而使得享元对象可以在系统内共享。

### 3.享元工厂角色（FlyweightFactory）： ###

该角色就是构造一个池容易，负责创建和管理享元角色，并提供从池容器中获得享元对象的方法，保证享元对象可以被系统适当共享。  
当一个客户对象请求一个享元对象时，享元工厂角色会检查系统中是否已经有一个符合要求的享元对象。如果已经有了，则享元对象提供这个已有的享元对象；否则创建一个适合的享元对象。

### 4.客户端角色（Client）： ###

该角色需要执行存储所有享元对象的外部状态。

## 五.享元模式的优缺点 ##

### 优点 ###

能大幅减少内存中对象的数量，降低程序内存的占用比例，提高性能。

### 缺点 ###

#### 1.增加了系统的复杂性，需要分出外部状态和内部状态，而且内部状态具有固化特性，不能随外部状态改变而改变，这使得程序的逻辑复杂化。 ####

#### 2.将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得时间变长。 ####

## 六.享元模式的使用场景 ##

### 1.程序中有大量相似的对象，这些对象耗费大量的内存。 ###

### 2.细粒度的对象都具备较接近的外部状态，而且外部状态与环境无关，即对象没有特定身份。 ###

### 3.需要缓冲池的场景。 ###

Java基础类库中大量使用了享元模式，如String、Integer、Boolen、Character等等类都通过享元模式提供了内部的优化机制。

# 享元模式的实例 #

上面现实生活中抽奖的实例。

## 实例类图 ##

![2][]  
这里享元工厂中持有的IPrize接口对象，其实是子类的实例化对象！

## 实例代码 ##

### 1.抽象享元角色–抽奖奖票IPrize ###

package p12_flyweight;
    
    /**
     * 抽奖奖票接口
     */
    public interface IPrize {
        
    
        public void LuckDraw(String result);
    
    }

### 2.具体享元角色–奖票PrizeFlyweight ###

package p12_flyweight;
    
    /**
     * 奖票具体享元
     */
    public class PrizeFlyweight implements IPrize {
        
    
        //奖品 内部类
        private String prizeName;
    
        public PrizeFlyweight(String prizeName){
            this.prizeName=prizeName;
        }
    
        @Override
        public void LuckDraw(String result) {
            if ("中奖".equals(result)){
                System.out.println("恭喜中了大奖，奖品是："+prizeName);
            }else {
                System.out.println("很遗憾，你没有中奖，再接再厉吧");
            }
    
        }
    }

### 3.享元工厂–奖票工厂类PrizeFactory ###

package p12_flyweight;
    
    import java.util.HashMap;
    import java.util.Map;
    
    /**
     * 奖票工厂类，享元工厂
     */
    public class PrizeFactory {
        
    
        private static Map<String,IPrize> prizePool=new HashMap<>();
    
        //私有构造方法，不能在外部new
        private PrizeFactory(){}
    
        /**
         * 根据奖品名称获得奖品对象
         */
        public static IPrize getInstance(String prizeName){
            IPrize prize=prizePool.get(prizeName);//根据key获取value
            //如果没有奖品
            if (prize==null){
                prize=new PrizeFlyweight(prizeName);
                prizePool.put(prizeName,prize);
            }
            return prize;
        }
    
    
    
    }

### 4.测试类PrizeDemo ###

package p12_flyweight;
    
    /**
     * 奖品颁发测试类
     */
    public class PrizeDemo {
        
    
        public static void main(String[] args){
            IPrize prize1=PrizeFactory.getInstance("宝马一辆");
            prize1.LuckDraw("没有中奖");
    
            IPrize prize2=PrizeFactory.getInstance("大米一袋");
            prize2.LuckDraw("中奖");
    
            IPrize prize3=PrizeFactory.getInstance("大米一袋");
            prize3.LuckDraw("没有中奖");
    
            IPrize prize4=PrizeFactory.getInstance("洗冰箱一个");
            prize4.LuckDraw("中奖");
        }
    
    }

## 运行结果： ##

![3][]

# 共勉：感觉累的时候，也许你正处于人生的上坡路。坚持走下去，你就会发现到达了人生的另一个高度。 #

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[2]: https://i.imgur.com/vG01ZLk.png
[3]: https://i.imgur.com/Fy1Sk7f.png