一、定义

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。我们将通过创建 5 个对象来画出 20 个分布于不同位置的圆来演示这种模式。由于只有 5 种可用的颜色，所以 color 属性被用来检查现有的 Circle 对象。

二、介绍

2.1 意图

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

2.2 主要解决

在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

2.3 何时使用

1、系统中有大量对象。 2、这些对象消耗大量内存。 3、这些对象的状态大部分可以外部化。 4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象来代替。 5、系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

2.4 如何解决

用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象。

2.5 关键代码

用 HashMap 存储这些对象。

2.6 应用实例

1、JAVA 中的 String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。 2、数据库的数据池。

2.7 优缺点

优点：大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。
缺点：提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

2.8 使用场景

1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。

2.9 注意事项

1、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。 2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。

三、实现

我们将创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类 Circle。下一步是定义工厂类 ShapeFactory。
ShapeFactory 有一个 Circle 的 HashMap，其中键名为 Circle 对象的颜色。无论何时接收到请求，都会创建一个特定颜色的圆。ShapeFactory 检查它的 HashMap 中的 circle 对象，如果找到 Circle 对象，则返回该对象，否则将创建一个存储在 hashmap 中以备后续使用的新对象，并把该对象返回到客户端。
FlyWeightPatternDemo 类使用 ShapeFactory 来获取 Shape 对象。它将向 ShapeFactory 传递信息（red / green / blue/ black / white），以便获取它所需对象的颜色。

image.png

Shape.java

/**
 * @author: Jay Mitter
 * @date: 2020-10-18 16:51
 * @description:
 */
public interface Shape {
    void draw();
}

Circle.java

/**
 * @author: Jay Mitter
 * @date: 2020-10-18 16:51
 * @description:
 */
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);
    }
}

ShapeFactory.java

/**
 * @author: Jay Mitter
 * @date: 2020-10-18 16:53
 * @description: 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> CIRCLE_MAP = new HashMap<>();

    public static Shape getCircle(String color) {
        Circle circle = (Circle) CIRCLE_MAP.get(color);
        if (null == circle) {
            circle = new Circle(color);
            CIRCLE_MAP.put(color, circle);
            System.out.println("Creating circle of color: " + color);
        }
        return circle;
    }
}

FlyweightPatternDemo.java

/**
 * @author: Jay Mitter
 * @date: 2020-10-18 16:55
 * @description: 享元模式测试
 */
public class FlyweightPatternDemo {

    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);
    }
}

FinalDemo.java

/**
 * @author: Jay Mitter
 * @date: 2020-10-18 17:02
 * @description: finale关键字，修饰变量，被final修饰的变量，不可变的是变量的引用，而不是变量的内容
 * 1. 用了map、list、数组、StringBuilder 、StringBuffer .它们的内容是可以修改的。
 * 2. String和基本数据类型修饰的变量。同样final表示地址不能修改，但是地址的存储跟常量的值有关，给他重新赋值会指向另外一个对象，地址就改变了。
 */
public class FinalDemo {

    private static final Map<String, Object> NAME = new HashMap<>(16);
    private static final List<String> LIST = new ArrayList<>(10);
    private static final String[] TYPE = new String[15];
    private static final StringBuilder SB = new StringBuilder("22");
    private static final StringBuffer SBU = new StringBuffer("22");
    private static final String S = "44";
    private static final int NUM = 44;
    private static final String S1 = new String();

    private void setName() {
        NAME.put("1", "maomao");
        LIST.add("11");
        TYPE[0] = "1";
        SB.append("12");
        SBU.append("32");
        System.out.println(NAME);
        System.out.println(LIST);
        System.out.println(Arrays.asList(TYPE));
        System.out.println(SB.toString());
        System.out.println(SBU.toString());
        // String和基本数据类型修饰的变量，final修饰后值不能改变
        // S = "33";
        // NUM = 33;
        // S1 = "32";
    }

    public static void main(String[] args) {
        FinalDemo finalDemo = new FinalDemo();
        finalDemo.setName();
    }

}

结构型模式——享元模式