.NET高级面试指南专题二十七【享元模式介绍，通过共享对象来最大程度地减少内存使用和提高性能】

一、享元模式概述

        享元模式定义：又叫蝇量模式，运用共享技术有效地支持大量细粒度对象的复用。系统只使用少量的对象，而这些对象都很相似，状态变化很小，可以实现对象的多次复用。由于享元模式要求能够共享的对象必须是细粒度对象，因此它又称为轻量级模式。(对象结构型模式)

• 享元模式的优缺点：
  • 优点：
    • 1.减少运行时对象实例的个数，节省内存；
    • 2.将许多“虚拟”对象的状态集中管理。
  • 缺点：
    • 为了使对象可以共享，需要将享元对象的部分状态外部化，分离内部状态和外部状态，使程序逻辑复杂。
• 适用环境：
  • 1.一个系统有大量相同或者相似的对象，造成内存的大量耗费；
  • 2.对象的大部分状态都可以外部化，可以将这些外部状态传入对象中；
  • 3.在使用享元模式时需要维护一个存储享元对象的享元池，而这需要耗费一定的系统资源，因此，在需要多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式。

二、代码实现

        享元模式主要包含3个角色：

• Flyweight（抽象享元类）：通常是接口或抽象类，抽象享元类中声明了具体享元类公共方法，这些方法可以向外界提供享元对象的内部数据（内部状态），同时也可以通过这些方法来设置外部数据（外部状态）
• ConcreteFlyweight（具体享元类）：继承抽象享元类，在具体享元类中为内部状态提供存储空间。通常可以结合单例模式来设计具体享元类，为每一个具体享元类提供唯一的享元对象
• FlyweightFactory（享元工厂类）：创建并管理享元对象，将各种具体享元类存储到一个享元池中，享元池一般为“键值对”集合，可以结合工厂模式进行设计。当用户请求一个具体享元对象时，享元池中如果保存的有就直接返回给用户，如果没有就创建该享元对象返回给用户并存储到享元池中。

        2.1 抽象享元

package FlyWeight.draw;
//抽象享元
public interface Shape {
	void draw();
}

        2.2 具体享元

package FlyWeight.draw;

//具体享元
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() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.println("Circle: Draw() [Color : " + color 
		         +", x : " + x +", y :" + y +", radius :" + radius);
	}

}

        2.3 享元工厂

package FlyWeight.draw;
import java.util.HashMap; 

//享元工厂
public class ShapeFactory {
	private static final HashMap<String, Shape> circleMap = new HashMap<>();

	public static Shape getCircle(String color) {
		Circle circle = (Circle) circleMap.get(color);

		if (circle == null) {
			circle = new Circle(color);
			circleMap.put(color, circle);
			System.out.println("Creating circle of color : " + color);
		}
		return circle;
	}
}

        2.4 客户端

package FlyWeight.draw;

public class Test {
	private static final String colors[] = { "Red", "Green", "Blue", "White", "Black" };

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		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);
	}
}

        2.5 UML图

三、代码结构图