享元模式

1、模式定义

享元模式(Flyweight Pattern)：运用共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。系统仅仅使用少量的对象，而这些对象都非常相似，状态变化非常小，可以实现对象的多次复用。

因为享元模式要求可以共享的对象必须是细粒度对象，因此它又称为轻量级模式，它是一种对象结构型模式。

2、模式结构
享元模式包括例如以下角色：
Flyweight: 抽象享元类
ConcreteFlyweight: 详细享元类
UnsharedConcreteFlyweight: 非共享详细享元类
FlyweightFactory: 享元工厂类
3、模式分析
享元模式是一个考虑系统性能的设计模式。通过使用享元模式能够节约内存空间。提高系统的性能。

享元模式的核心在于享元工厂类，享元工厂类的作用在于提供一个用于存储享元对象的享元池，用户须要对象时，首先从享元池中获取，假设享元池中不存在，则创建一个新的享元对象返回给用户，并在享元池中保存该新增对象。 

典型的享元工厂类代码：

public class FlyweightFactory
{
	private HashMap flyweights = new HashMap();
	
	public Flyweight getFlyweight(String key)
	{
		if(flyweights.containsKey(key))
		{
			return (Flyweight)flyweights.get(key);
		}
		else
		{
			Flyweight fw = new ConcreteFlyweight();
			flyweights.put(key,fw);
			return fw;
		}
	}
} 

享元模式以共享的方式高效地支持大量的细粒度对象，享元对象能做到共享的关键是区分内部状态(Internal State)和外部状态(External State)。 
(1) 内部状态是存储在享元对象内部而且不会随环境改变而改变的状态，因此内部状态能够共享。 
(2) 外部状态是随环境改变而改变的、不能够共享的状态。享元对象的外部状态必须由client保存，并在享元对象被创建之后，在须要使用的时候再传入到享元对象内部。

一个外部状态与还有一个外部状态之间是相互独立的。 

典型的享元类代码：

public class Flyweight
{
        //内部状态作为成员属性
	private String intrinsicState;
	
	public Flyweight(String intrinsicState)
	{
		this.intrinsicState = intrinsicState;
	}
	
	public void operation(String extrinsicState)
	{
		......
	}	
}

4、模式优缺点
享元模式的长处
享元模式的长处在于它能够极大降低内存中对象的数量，使得同样对象或相似对象在内存中仅仅保存一份。
享元模式的外部状态相对独立，并且不会影响其内部状态，从而使得享元对象能够在不同的环境中被共享。

享元模式的缺点
享元模式使得系统更加复杂，须要分离出内部状态和外部状态，这使得程序的逻辑复杂化。
为了使对象能够共享，享元模式须要将享元对象的状态外部化。而读取外部状态使得执行时间变长。

5、模式适用环境
在下面情况下能够使用享元模式：
一个系统有大量同样或者相似的对象，因为这类对象的大量使用，造成内存的大量耗费。
对象的大部分状态都能够外部化，能够将这些外部状态传入对象中。
使用享元模式须要维护一个存储享元对象的享元池。而这须要耗费资源。因此，应当在多次反复使用享元对象时才值得使用享元模式。