原创文章，同步发自作者个人博客 http://www.jasongj.com/design_pattern/flyweight/。转载请注明出处
享元模式介绍
享元模式适用场景
面向对象技术可以很好的解决一些灵活性或可扩展性问题，但在很多情况下需要在系统中增加类和对象的个数。当对象数量太多时，将导致对象创建及垃圾回收的代价过高，造成性能下降等问题。享元模式通过共享相同或者相似的细粒度对象解决了这一类问题。
享元模式定义
享元模式（Flyweight Pattern），又称轻量级模式（这也是其英文名为FlyWeight的原因），通过共享技术有效地实现了大量细粒度对象的复用。
享元模式类图
享元模式类图如下
享元模式角色划分
- FlyWeight 享元接口或者（抽象享元类），定义共享接口
- ConcreteFlyWeight 具体享元类，该类实例将实现共享
- UnSharedConcreteFlyWeight 非共享享元实现类
- FlyWeightFactory 享元工厂类，控制实例的创建和共享
内部状态 vs. 外部状态
- 内部状态是存储在享元对象内部，一般在构造时确定或通过setter设置，并且不会随环境改变而改变的状态，因此内部状态可以共享。
- 外部状态是随环境改变而改变、不可以共享的状态。外部状态在需要使用时通过客户端传入享元对象。外部状态必须由客户端保存。
享元模式实例解析
本文代码可从作者Github下载
享元接口，定义共享接口
package com.jasongj.flyweight;
public interface FlyWeight {
void action(String externalState);
}
具体享元类，实现享元接口。该类的对象将被复用
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，最关键的享元工厂。它将维护已创建的享元实例，并通过实例标记（一般用内部状态）去索引对应的实例。当目标对象未创建时，享元工厂负责创建实例并将其加入标记-对象映射。当目标对象已创建时，享元工厂直接返回已有实例，实现对象的复用。
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);
}
}
从上面代码中可以看到，享元模式中对象的复用完全依靠享元工厂。同时本例中实现了对象创建的懒加载。并且为了保证线程安全及效率，本文使用了双重检查（Double Check）。
本例中，name可以认为是内部状态，在构造时确定。externalState属于外部状态，由客户端在调用时传入。
享元模式分析
享元模式优点
- 享元模式的外部状态相对独立，使得对象可以在不同的环境中被复用（共享对象可以适应不同的外部环境）
- 享元模式可共享相同或相似的细粒度对象，从而减少了内存消耗，同时降低了对象创建与垃圾回收的开销
享元模式缺点
- 外部状态由客户端保存，共享对象读取外部状态的开销可能比较大
- 享元模式要求将内部状态与外部状态分离，这使得程序的逻辑复杂化，同时也增加了状态维护成本
享元模式已（未）遵循的OOP原则
已遵循的OOP原则
- 依赖倒置原则
- 迪米特法则
- 里氏替换原则
- 接口隔离原则
- 单一职责原则
- 开闭原则
未遵循的OOP原则
- NA