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本文轉發自Jason’s Blog，原文鏈接 http://www.jasongj.com/design_pattern/flyweight/
享元模式介紹
享元模式適用場景
面向對象技術可以很好的解決一些靈活性或可擴展性問題，但在很多情況下需要在系統中增加類和對象的個數。當對象數量太多時，將導致對象創建及垃圾回收的代價過高，造成性能下降等問題。享元模式通過共享相同或者相似的細粒度對象解決了這一類問題。
享元模式定義
享元模式（Flyweight Pattern），又稱輕量級模式（這也是其英文名爲FlyWeight的原因），通過共享技術有效地實現了大量細粒度對象的複用。
享元模式類圖
享元模式類圖如下
享元模式角色劃分
- FlyWeight 享元接口或者（抽象享元類），定義共享接口
- ConcreteFlyWeight 具體享元類，該類實例將實現共享
- UnSharedConcreteFlyWeight 非共享享元實現類
- FlyWeightFactory 享元工廠類，控制實例的創建和共享
內部狀態 vs. 外部狀態
- 內部狀態是存儲在享元對象內部，一般在構造時確定或通過setter設置，並且不會隨環境改變而改變的狀態，因此內部狀態可以共享。
- 外部狀態是隨環境改變而改變、不可以共享的狀態。外部狀態在需要使用時通過客戶端傳入享元對象。外部狀態必須由客戶端保存。
享元模式實例解析
本文代碼可從作者Github下載
享元接口，定義共享接口
package com.jasongj.flyweight;
public interface FlyWeight {
void action(String externalState);
}具體享元類，實現享元接口。該類的對象將被複用
package com.jasongj.flyweight;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
public class ConcreteFlyWeight implements FlyWeight {
private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(ConcreteFlyWeight.class);
private String name;
public ConcreteFlyWeight(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public void action(String externalState) {
LOG.info("name = {}, outerState = {}", this.name, externalState);
}
}享元模式中，最關鍵的享元工廠。它將維護已創建的享元實例，並通過實例標記（一般用內部狀態）去索引對應的實例。當目標對象未創建時，享元工廠負責創建實例並將其加入標記-對象映射。當目標對象已創建時，享元工廠直接返回已有實例，實現對象的複用。
package com.jasongj.factory;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import com.jasongj.flyweight.ConcreteFlyWeight;
import com.jasongj.flyweight.FlyWeight;
public class FlyWeightFactory {
private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(FlyWeightFactory.class);
private static ConcurrentHashMap<String, FlyWeight> allFlyWeight = new ConcurrentHashMap<String, FlyWeight>();
public static FlyWeight getFlyWeight(String name) {
if (allFlyWeight.get(name) == null) {
synchronized (allFlyWeight) {
if (allFlyWeight.get(name) == null) {
LOG.info("Instance of name = {} does not exist, creating it");
FlyWeight flyWeight = new ConcreteFlyWeight(name);
LOG.info("Instance of name = {} created");
allFlyWeight.put(name, flyWeight);
}
}
}
return allFlyWeight.get(name);
}
}從上面代碼中可以看到，享元模式中對象的複用完全依靠享元工廠。同時本例中實現了對象創建的懶加載。並且爲了保證線程安全及效率，本文使用了雙重檢查（Double Check）。
本例中，name可以認爲是內部狀態，在構造時確定。externalState屬於外部狀態，由客戶端在調用時傳入。
享元模式分析
享元模式優點
- 享元模式的外部狀態相對獨立，使得對象可以在不同的環境中被複用（共享對象可以適應不同的外部環境）
- 享元模式可共享相同或相似的細粒度對象，從而減少了內存消耗，同時降低了對象創建與垃圾回收的開銷
享元模式缺點
- 外部狀態由客戶端保存，共享對象讀取外部狀態的開銷可能比較大
- 享元模式要求將內部狀態與外部狀態分離，這使得程序的邏輯複雜化，同時也增加了狀態維護成本
享元模式已（未）遵循的OOP原則
已遵循的OOP原則
- 依賴倒置原則
- 迪米特法則
- 里氏替換原則
- 接口隔離原則
- 單一職責原則
- 開閉原則
未遵循的OOP原則
- NA