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15. 享元模式
15.1. 定义
根据 GoF 的著名著作 《设计模式》，享元模式的定义如下：
- 享元模式（Flyweight）
运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
《设计模式》
15.2. 类图
Flyweight类，它是所有具体享元类的超类或接口，通过这个接口，Flyweight可以接受并作用于外部状态。
ConcreteFlyweight是继承Flyweight超类或实现Flyweight接口，并为内部状态增加存储空间。
UnsharedConcreteFlyweight是指那些不需要共享的Flyweight子类。因为Flyweight接口共享成为可能，但它并不强制共享。
FlyweightFactory，是一个享元工厂，用来创建并管理Flyweight对象。它主要是用来确保合理地共享Flyweight，当用户请求一个Flyweight时，FlyweightFactory对象提供一个已创建的实例或者创建一个（如果不存在的话）。
尽管我们大部分时间都需要共享对象来降低内存的损耗，但个别时候也有可能不需要共享的，那么此时的UnsharedConcreteFlyweight子类就有存在的必要了，它可以解决那些不需要共享对象的问题。
在享元对象内部并且不会随环境改变而改变的共享部分，可以称为是享元对象的内部状态，而随环境改变而改变的、不可以共享的状态就是外部状态了。事实上，享元模式可以避免大量非常相似类的开销。在程序设计中，有时需要生成大量细粒度的类实例来表示数据。如果能发现这些实例除了几个参数外基本上都是相同的，有时就能够受大幅度地减少需要实例化的类的数量。如果能把那些参数移到类实例的外面，在方法调用时将它们传递进来，就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。也就是说，享元模式Flyweight执行时所需的状态是有内部的也可能有外部的，内部状态存储于ConcreteFlyweight对象之中，而外部对象则应该考虑由客户端对象存储或计算，当调用Flyweight对象的操作时，将该状态传递给它。
如果一个应用程序使用了大量的对象，而大量的这些对象造成了很大的存储开销时就应该考虑使用；还有就是对象的大多数状态可以外部状态，如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象，此时可以考虑使用享元模式。
用了享元模式，所以有了共享对象，实例总数就大大减少了，如果共享的对象越多，存储节约也就越多，节约量随着共享状态的增多而增大。
实际上在.NET中，字符串string就是运用了Flyweight模式。举个例子吧。Object.ReferenceEquals（object objA,object objB）方法是用来确定objA与objB是否是相同的实例，返回值为bool值
享元模式更多的时候是一种底层的设计模式
在某些情况下，对象的数量可能会太多，从而导致了运行时的资源与性能损耗。那么我们如何去避免大量细粒度的对象，同时又不影响客户程序，是一个值得去思考的问题，享元模式，可以运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
使用享元模式需要维护一个记录了系统已有的所有享元的列表，而这本身需要耗费资源，另外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。因此，应当在有足够多的对象实例可供共享时才值得使用享元模式。
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package com.diguage.didp.flyweight;
/**
* Client 类
*
* @author D瓜哥, https://www.diguage.com/
* @since 2017-05-19 17:53:35
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
int extrinsticState = 22;
FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
FlyWeight fx = factory.getFlyWeight("X");
fx.operation(--extrinsticState);
FlyWeight fy = factory.getFlyWeight("Y");
fy.operation(--extrinsticState);
FlyWeight fz = factory.getFlyWeight("Z");
fz.operation(--extrinsticState);
UnsharedConcreteFlyWeight uf = new UnsharedConcreteFlyWeight();
uf.operation(--extrinsticState);
}
}
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package com.diguage.didp.flyweight;
/**
* ConcreteFlyWeight 类
*
* @author D瓜哥, https://www.diguage.com/
* @since 2017-05-23 09:09:48
*/
public class ConcreteFlyWeight extends FlyWeight {
@Override
public void operation(int extrinsticState) {
System.out.println("具体 FlyWeight：" + extrinsticState);
}
}
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package com.diguage.didp.flyweight;
/**
* FlyWeight 类
*
* @author D瓜哥, https://www.diguage.com/
* @since 2017-05-23 09:09:48
*/
public abstract class FlyWeight {
public abstract void operation(int extrinsticState);
}
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package com.diguage.didp.flyweight;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* FlyweightFactory 类
*
* @author D瓜哥, https://www.diguage.com/
* @since 2017-05-19 17:53:34
*/
public class FlyweightFactory {
private Map<String, FlyWeight> flyWeights = new HashMap<>();
public FlyweightFactory() {
flyWeights.put("X", new ConcreteFlyWeight());
flyWeights.put("Y", new ConcreteFlyWeight());
flyWeights.put("Z", new ConcreteFlyWeight());
}
public FlyWeight getFlyWeight(String key) {
return flyWeights.get(key);
}
}