享元模式 详解

定义

采用一个共享来避免大量拥有相同内容对象的开销；运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象；（共享的对象必须是不可变的，不然一变则全变）

享元模式分为单纯享元模式和复合享元模式；

结构型模式

角色

• 抽象享元角色（Flyweight）：此角色是所有的具体享元类的超类，为这些类规定出需要实现的公共接口或抽象类。那些需要外部状态的操作可以通过方法的参数传入。抽象享元的接口使得享元变得可能，但是并不强制子类实行共享，因此并非所有的享元对象都是可以共享的；
• 具体享元角色（ConcreteFlyweight）：实现抽象享元角色所规定的接口。如果有内部转播台的话，必须负责为内部状态提供存储空间。享元对象的内部状态必须与对象所处的周围环境无关，从而使得享元对象可以在系统内共享。有时候具体享元角色又叫做单纯具体享元角色，因为复合享元角色是由单纯具体享元角色通过复合而成的；
• 复合享元角色（UnsharableFlyweight）：复合享元角色所代表的对象是不可以共享的，但是一个复合享元对象可以分解成多个本身是单纯享元对象的组合。复合享元角色又称作不可共享的享元对象。这个角色一半很少使用；
• 享元工厂角色（FlyweightFactoiy）： 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。当一个客户端对象请求一个享元对象的时候，享元工厂角色需要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新的合适的享元对象；
• 客户端角色（Client）： 本角色还需要自行存储所有享元对象的外部状态；
• 内部状态与外部状态： 在享元对象内部并且不会随着环境改变而改变的共享部分，可以称之为享元对象的内部状态，反之随着环境改变而改变的，不可共享的状态称之为外部状态；

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单纯享元角色的结构图

复杂享元角色的结构图

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适用场景

• 一个应用程序使用了大量的对象；
• 完全由于使用大量的对象，造成很大的存储开销；
• 对象的大多数状态都可变为外部状态；
• 如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享取代很多组对象；
• 应用程序不依赖于对象标示。由于Flyweight对象可以被共享，对于概念上明显有别的对象，标识测试将返回真值；

例子

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实现代码

/**
 * Created by George on 16/6/28.
 */
//构造函数
var Book = function (id, title, author, genre, pageCount, publisherID, ISBN,
    checkoutDate, checkoutMember, dueReturnDate, availability) {
    this.id = id;
    this.title = title;
    this.author = author;
    this.genre = genre;
    this.pageCount = pageCount;
    this.publisherID = publisherID;
    this.ISBN = ISBN;

    this.checkoutDate = checkoutDate;   //借出日期
    this.checkoutMember = checkoutMember  //借出人
    this.dueReturnDate = dueReturnDate; //还书日期
    this.availability = availability;  //是否可用
};

//书籍
Book.prototype = {
    getTitle : function() {
        return this.title;
    },

    getAuthor : function() {
        return this.author;
    },

    getISBN : function () {
        return this.ISBN;
    },

    //.....所有属性的get方法,省略


    //更新借出状态
    updateCheckoutStatus : function(bookID, newStatus, checkoutDate, checkoutMember, newReturnDate) {
        this.id = bookID;
        this.availability = newStatus;
        this.checkoutDate = checkoutDate;
        this.checkoutMember = checkoutMember;
        this.dueReturnDate = newReturnDate;
    },

    //续借
    extendCheckoutPeriod : function(bookID, newReturnDate) {
        this.id = bookID;
        this.dueReturnDate = newReturnDate;
    },

    //是否到期
    isPastDue : function(bookID) {
        var currentDate = new Date();
        return currentDate.getTime() > Date.parse(this.dueReturnDate);
    }

};

/*
检查之前是否创建该book的对象，如果有就返回，没有就重新创建并存储以便后面可以继续访问，
这确保我们为每一种书只创建一个对象
这里使用到了工厂模式
 */
var BookFactory = (function () {
    var existingBooks = {};

    return {

        createBook : function (title, author, genre, pageCount, publisherID, ISBN) {
            var existingBook = existingBooks[ISBN];
            if (existingBook) {
                return existingBook;
            }
            else {
                var book = new Book(title, author, genre, pageCount, publisherID, ISBN);
                existingBooks[ISBN] = book;
                return book;
            }
        }
    };
});

/*
借书管理类，用到了单例模式
 */
var BookRecordManager = (function () {
    var bookRecordDatabase = {};

    return {
        //添加借书记录
        addBookRecord : function (id, title, author, genre, pageCount, publisherID
            , ISBN, checkoutDate, checkoutMember, dueReturnDate, availability) {
            var book = BookFactory.createBook(title, author, genre, pageCount, publisherID, ISBN);

            bookRecordDatabase[id] = {
                checkoutDate : checkoutDate,
                checkoutMember : checkoutMember,
                dueReturnDate : dueReturnDate,
                availability : availability,
                book : book
            };
        },

        pdateCheckoutStatus : function(bookID, newStatus, checkoutDate, checkoutMember, newReturnDate) {
            var record = bookRecordDatabase[bookID];
            record.availability = newStatus;
            record.checkoutDate = checkoutDate;
            record.checkoutMember = checkoutMember;
            record.dueReturnDate = newReturnDate;
        },

        //续借
        extendCheckoutPeriod : function(bookID, newReturnDate) {
            var record = bookRecordDatabase[bookID];
            record.dueReturnDate = newReturnDate;
        },

        //是否到期
        isPastDue : function(bookID) {
            var record = bookRecordDatabase[bookID];
            var currentDate = new Date();
            return currentDate.getTime() > Date.parse(record.dueReturnDate);
        },


    };

});

• 代码就是将数据分成内部状态和外部状态，与书籍对象相关的数据是内部状态，而借出数据是外部状态，这意味着，每个书籍属性组合只需要一个book对象；
• 这里面还使用到了工厂模式和单例模式；
• 其实有点像数据库里面的建立多个相关联的表，不可能将所有数据对象存储在一个表格中，需要将一部分数据单独作为一个表格，否则会出现大量数据的冗余；

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优缺点

注意的是

1. 享元模式使得系统变得更加复杂。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。

享元模式一半是用来解决系统性能问题，所以经常用于底层开发，在项目开发中并不常用。