[设计模式]享元模式

享元模式是对象池的一种实现，它的英文名称叫做Flyweight，代表轻量级的意思。享元模式用来尽可能减少内存使用量，它适合用于可能存在大量重复对象的场景，来缓存可

共享的对象，达到对象共享、避免创建过多对象的效果，这样一来就可以提升性能、避免内存移除等。

享元对象中的部分状态是可以共享，可以共享的状态成为内部状态，内部状态不会随着环境变化；不可共享的状态则称之为外部状态，它们会随着环境的改变而改变。在享元

模式中会建立一个对象容器，在经典的享元模式中该容器为一个Map，它的键是享元对象的内部状态，它的值就是享元对象本身，。客户端程序通过这个内部状态从享元工厂中获取

享元对象，如果有缓存则使用缓存对象，否则创建一个享元对象并且存入容器中，这样一来就避免了创建过多对象的问题。

定义：

使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。

使用场景：

1.系统中存在大量的相似对象。

2.细粒度的对象都具备较接近的外部状态，而且内部状态与环境无关，也就是说对象没有特定身价。

3.需要缓冲池的场景。

UML类图：

Flyweight ：享元对象抽象基类或者接口

ConcreteFlyweight ：具体的享元对象。

FlyweightFactory ：享元工厂，负责管理享元对象池和创建享元对象。

示例：

用买火车票做为例子，无数人用刷票软件在向服务端发出请求，对于每个请求服务器都必须做出应答。在用户设置好出发地和目的地之后，每次请求都返回一个的车票结果，假设每次返回的只有一躺列车的车票。那么当数以万计的人不间断的请求数据时，如果每次都重新创建一个的车票结果，那么必然会造成大量重复对象的创建、销毁，使得

GC任务繁重、内存占用率高居不下。从A到B的车辆是有限的，车上的铺位也就那么几种，我们将这些可以公用的对象缓存起来，在用户查询时优先使用缓存，如果没有缓存则重新创建，这样就将成千上万的对象变为了可选择的有限数量。

public interface Ticket {//展示车票信息的方法public void showTicketInfo(String bunk);
}

//火车票类
public class TrainTicket implements Ticket{public String from; //始发地public String to;   //目的地public String bunk; //铺位public int price;public TrainTicket(String from, String to) {this.from = from;this.to = to;}@Overridepublic void showTicketInfo(String bunk) {price = new Random().nextInt(300);System.out.println("购买从" + from + "到" + to + "的" + bunk + "火车票" + ",价格 : " + price);}}

享元模式通过消息池的形式有效地减少了重复对象的存在，它通过内部状态标识某个种类的对象，外部程序根据这个不会变化的内部状态从消息池中取出对象。使得同一类对象可以被复用，避免大量重复对象。

public class TicketFactory {static Map<String,Ticket> sTicketMap = new ConcurrentHashMap<String,Ticket>();public static Ticket getTicket(String from, String to){String key = from + "-" + to;if(sTicketMap.containsKey(key)){System.out.println("use cache : " + key);return sTicketMap.get(key);}else {System.out.println("create object : " + key);Ticket ticket = new TrainTicket(from, to);sTicketMap.put(key, ticket);return ticket;}}//我们在TicketFactory添加了一个map容器，并且以出发地“-”目的地为键、以车票对象作为值存储车票对象。这个map的键就是我们说的内部状态，如果没有缓存则创建一个对象，并且将这个对象//缓存到map中，下次再有这类请求时则直接从缓存中获取。这样即使有10000个请求北京到青岛的车票信息，那么出发地是北京，目的地是青岛的车票对象只有一个。这样就从这个对象从10000减到了1个，//避免了大量的内存占用及频繁的GC操作。
}

public class Client {public static void main(String[] args) {Ticket tick1 = TicketFactory.getTicket("北京", "青岛");tick1.showTicketInfo("上铺");Ticket tick2 = TicketFactory.getTicket("北京", "青岛");tick1.showTicketInfo("中铺");Ticket tick3 = TicketFactory.getTicket("北京", "青岛");tick1.showTicketInfo("下铺");}//运行结果:/*create object : 北京-青岛购买从北京到青岛的上铺火车票,价格 : 154use cache : 北京-青岛购买从北京到青岛的中铺火车票,价格 : 101use cache : 北京-青岛购买从北京到青岛的下铺火车票,价格 : 59*/
}

从结果可以看出，只有第一次查询车票时创建了一次对象，后续的查询都使用的是消息池中的对象。这其实就是相当于一个对象缓存，避免了对象的重复创建与回收。

总结：

享元模式实现比较简单，但是它的作用在某些场景确实极其重要。它可以大大减少应用程序创建的对象，降低程序内存的占用，增加程序的性能，但它同时也提高了系统的复杂性，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固化特性，不应该随内部改变而改变，否则导致系统的逻辑混乱。

优点：在于它大幅度地降低中对象的数量。但是，它做到这一点所付出的代价也是很高的；

缺点：

1.享元模式使得系统更加复杂，为了使对象可以共享，需要将一些状态外部化，这使得程序的逻辑复杂化。

2.享元模式将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间稍微变长。

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