享元模式的简单使用

前言

享元模式是一种软件设计模式，是对象池的一种实现，其目的在于尽可能的减少内存的使用量，内存属于稀缺资源，如果在一个系统中有很多个完全相同或相似的对象，我们就可以使用享元模式，让他们共享一份内存，不必每个都去实例化对象，从而节省内存，其实现共享的关键在于区分内部和外部状态，内部可共享，外部不可共享，从而实现高效重用。

角色扮演

FlyWeight： 抽象享元类，可以使一个接口也可以是抽象类，声明方法用于提供内部状态和设置外部状态。 
DisparateObject：不可共享的状态类，用于享元对象内差异的部分。 
ConcreteFlyWeight：具体享元类，为内部状态提供成员变量的存储。 
FlyWeightFactory：享元工厂类，创建并管理享元对象，一般管理Map类似的键值对象。

适用场景

系统中存在大量的相似对象，或者需要缓冲池的场景，亦或是细粒度的对象都具备相似的外部状态，而且内部状态与环境无关的场景；换言之，能够共享数据对象的场景，应该避免多次new对象，而应该考虑复用对象。

Demo

抽象一个简单的业务流程:红牛每瓶饮料都会有一个二维码，扫描二维码就知道是否中奖，我们简化二维码为中奖文字，都会在瓶盖上，瓶盖的形状和颜色是可以提取为相似的部分的，然后中奖信息每个瓶盖都不一样，所以为有差异的非共享成员，那么简单的实现一下这个场景。

首先抽象出一个享元接口BottleCap：

package com.demo.flyweight;

/**
 * Created by italkbb on 2018/1/18.
 */

public interface BottleCap {
    // 瓶盖分为多种颜色
    String getColor();
    // 瓶盖里二维码信息
    String disQRContent(QRContent qrConten);
}

然后定义一个不能共享的QRContent对象，代表每个瓶盖里面的二维码信息。

package com.demo.flyweight;

import java.util.Random;
import java.util.UUID;

/**
 * Created by italkbb on 2018/1/18.
 */

class QRContent {
    // 二维码信息
    private String mQRContent;
    // 唯一UUID
    private String mUUid;

    public QRContent(){
        mUUid = String.valueOf(UUID.randomUUID());
    }

    public String getmQRContent() {
        mQRContent = "二维码唯一ID：" + mUUid + "\n" + "根据ID得到中奖信息：" +  (new Random().nextInt(6) + 1)  + "等奖";
        return mQRContent;
    }

    public void setmQRContent(String mQRContent) {
        this.mQRContent = mQRContent;
    }
}

其实这个QR对象就是一般对象，因为其不具备共享的条件，所以就不需要实现享元接口，接下来我们定义可共享的具体享元类ConcreteBottleCap：

package com.demo.flyweight;

/**
 * Created by italkbb on 2018/1/18.
 */

public class ConcreteBottleCap implements BottleCap{
    private String mColor;

    public ConcreteBottleCap(String color){
        super();
        this.mColor = color;
    }
    @Override
    public String getColor() {
        return mColor;
    }

    @Override
    public String disQRContent(QRContent qrContent) {
        return "瓶盖颜色：" + this.mColor + "\n" + "二维码内容:" + qrContent.getmQRContent();
    }
}

根据角色扮演部分的组成元素，我们还需要定义享元工厂类BottleFlyWeightFactory：

package com.demo.flyweight;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * Created by italkbb on 2018/1/18.
 */

public class BottleFlyWeightFactory {
    //享元池
    private static Map<String,BottleCap> map=new HashMap<String,BottleCap>();

    public static BottleCap getBottleCap(String color){
        if(map.get(color)!=null){
            return map.get(color);
        }else{
            BottleCap cfw=new ConcreteBottleCap(color);
            map.put(color, cfw);
            return cfw;
        }
    }
}

接下来就是怎么使用了：

        BottleCap bottleCap1 = BottleFlyWeightFactory.getBottleCap("蓝色");
        BottleCap bottleCap2 = BottleFlyWeightFactory.getBottleCap("蓝色");

        // 享元成员
        Log.e("zkh1",bottleCap1+"");
        Log.e("zkh2",bottleCap2+"");

        // 这里是对象有差异的元素
        Log.e("获奖结果",bottleCap1.disQRContent(new QRContent()));
        Log.e("获奖结果",bottleCap2.disQRContent(new QRContent()));

我们来看看打印结果：

01-18 18:14:21.348 28974-28974/teltplay.example.com.kotlindemo E/zkh1: com.demo.flyweight.ConcreteBottleCap@dbe1091
01-18 18:14:21.348 28974-28974/teltplay.example.com.kotlindemo E/zkh2: com.demo.flyweight.ConcreteBottleCap@dbe1091
01-18 18:14:21.349 28974-28974/teltplay.example.com.kotlindemo E/获奖结果: 瓶盖颜色：蓝色
                                                                       二维码内容:二维码唯一ID：2767e830-95c4-4c2c-9d81-83278e837d8b
                                                                       根据ID得到中奖信息：3等奖
01-18 18:14:21.349 28974-28974/teltplay.example.com.kotlindemo E/获奖结果: 瓶盖颜色：蓝色
                                                                       二维码内容:二维码唯一ID：821ad12b-dbd4-4c57-a8cf-d90d57e6599d
                                                                       根据ID得到中奖信息：5等奖

结果已经很明显了吧。

后记

享元模式大幅度的降低了内存的使用数量，但是也牺牲了一些东西，比如逻辑复杂了，我们共享了部分变量又区别对待了不能共享的部分，其次对于外部对象，读取消耗的时间会比正常访问长一些，协调利弊才是使用设计模式的检验标准。