Java设计模式（十三）享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的 设计模式 属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

享元模式

享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。

享元模式所涉及到的角色如下：

(1) 抽象享元(Flyweight)角色 ：给出一个抽象接口，以规定出所有具体享元角色需要实现的方法。

(2) 具体享元(ConcreteFlyweight)角色：实现抽象享元角色所规定出的接口。如果有内蕴状态的话，必须负责为内蕴状态提供存储空间。

(3) 享元工厂(FlyweightFactory)角色 ：本角色负责创建和管理享元角色。本角色必须保证享元对象可以被系统适当地共享。当一个客户端对象调用一个享元对象的时候，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，享元工厂角色就应当提供这个已有的享元对象；如果系统中没有一个适当的享元对象的话，享元工厂角色就应当创建一个合适的享元对象。

1、创建一个接口

public interface Shape {
    void draw();
}

2、创建实现接口的实体类

public class Circle implements Shape {

    private String color;
    private int x;
    private int y;
    private int radius;

    public Circle(String color) {
        this.color = color;
    }

    public void setX(int x) {
        this.x = x;
    }

    public void setY(int y) {
        this.y = y;
    }

    public void setRadius(int radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("Circle: Draw() [Color : " + color
                + ", x : " + x + ", y :" + y + ", radius :" + radius);
    }
}

3、创建一个工厂，生成基于给定信息的实体类的对象

public class ShapeFactory {
    private static final HashMap<String, Shape> circleMap = new HashMap<>();

    public static Shape getCircle(String color) {
        Circle circle = (Circle) circleMap.get(color);

        if (circle == null) {
            circle = new Circle(color);
            circleMap.put(color, circle);
            System.out.println("Creating circle of color : " + color);
        }
        return circle;
    }
}

4、享元模式的使用

public class FlyweightPatternMain {
    private static final String colors[] =
            {"Red", "Green", "Blue", "White", "Black"};

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 20; ++i) {
            Circle circle =
                    (Circle) ShapeFactory.getCircle(getRandomColor());
            circle.setX(getRandomX());
            circle.setY(getRandomY());
            circle.setRadius(100);
            circle.draw();
        }
    }

    private static String getRandomColor() {
        return colors[(int) (Math.random() * colors.length)];
    }

    private static int getRandomX() {
        return (int) (Math.random() * 100);
    }

    private static int getRandomY() {
        return (int) (Math.random() * 100);
    }
}

享元模式的优缺点：

优点：系统有大量相似对象；需要缓冲池的场景。

缺点：注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题，这些类必须有一个工厂对象加以控制。

本文实现源码： https://github.com/wshunli/design-patterns/tree/master/src/ch13

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