第二十二章、享元模式

享元模式是結構型設計模式之一，是對對象池的一種實現。就像它的名字一樣，共享對象，避免重復的創建。我們常用的String 就是使用了共享模式，所以String類型的對象創建後就不可改變，如果當兩個String對象所包含的內容相同時，JVM只創建一個String對象對應這兩個不同的對象引用。

1.定義

采用一個共享來避免大量擁有相同內容對象的開銷。使用享元模式可有效支持大量的細粒度對象。

2.使用場景

（1）系統中存在大量的相似對象。

（2）細粒度的對象都具備較接近的外部狀態，而且內部狀態與環境不關，也就是說對象沒有特定身份。

（3）需要緩沖池的場景。

PS：內部狀態與外部狀態：在享元對象內部並且不會隨著環境改變而改變的共享部分，可以稱之為享元對象的內部狀態，反之隨著環境改變而改變的，不可共享的狀態稱之為外部狀態。

3.UML類圖

享元模式分為單純享元模式和復合享元模式，上圖是復合享元模式。

（1）Flyweight：享元對象抽象基類或者接口。

（2）ConcreateFlyweight：具體的享元對象，如果有內部狀態的話，必須負責為內部狀態提供存儲空間。<喎?/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">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"4簡單實現">4.簡單實現

情景：過年買火車票的時候，我們需要查詢車票的情況，那麼如果每次查詢車票時都創建一個結果，那麼必然會大量的創建出許多重復的對象，頻繁的去銷毀他們，使得GC任務繁重。那麼這時我們可以使用享元模式，將這些對象緩存起來，查詢時優先使用緩存，沒有緩存在重新創建。

首先是Ticket接口（Flyweight）：

public interface Ticket {

    public void showTicketInfo(String bunk);

}

TrainTicket具體實現類（ConcreateFlyweight）：

//火車票
public class TrainTicket implements Ticket{

    public String from; // 始發地
    public String to; // 目的地
    public String bunk; //鋪位
    public int price; //價格

    public TrainTicket(String from, String to) {
        this.from = from;
        this.to = to;
    }

    @Override
    public void showTicketInfo(String bunk) {
        price = new Random().nextInt(300);
        System.out.println("購買 從 " + from + " 到 " + to + "的" + bunk + "火車票" + ", 價格：" + price);
    }

}

TicketFactory 管理查詢火車票（FlyweightFactoiy）:

public class TicketFactory {
    static Map sTicketMap = new ConcurrentHashMap(); 

    public static Ticket getTicket(String from ,String to){
        String key = from + "-" + to;
        if(sTicketMap.containsKey(key)){
            System.out.println("使用緩存 ==> " + key);
            return sTicketMap.get(key);
        }else{
            System.out.println("創建對象 ==> " + key);
            Ticket ticket = new TrainTicket(from, to);
            sTicketMap.put(key, ticket);
            return ticket;
        }

    }
}

查詢：

final class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Ticket ticket01 = TicketFactory.getTicket("北京", "青島");
        ticket01.showTicketInfo("上鋪");

        Ticket ticket02 = TicketFactory.getTicket("北京", "青島");
        ticket02.showTicketInfo("下鋪");

        Ticket ticket03 = TicketFactory.getTicket("北京", "西安");
        ticket03.showTicketInfo("坐票");
    }
}

結果

創建對象 ==> 北京-青島
購買 從 北京 到 青島的上鋪火車票, 價格：71
使用緩存 ==> 北京-青島
購買 從 北京 到 青島的下鋪火車票, 價格：32
創建對象 ==> 北京-西安
購買 從 北京 到 西安的坐票火車票, 價格：246

5.Android源碼中的實現

1.Message

因為Android是事件驅動的，因此如果通過new創建 Message 就會創建大量的 Message 對象，導致內存占用率高，頻繁GC等問題。那麼 Message 就采用了享元模式。

Message通過next成員變量保有對下一個Message的引用，最後一個可用Message的next則為空。從而構成了一個Message鏈表。Message Pool就通過該鏈表的表頭管理著所有閒置的Message，一個Message在使用完後可以通過recycle()方法進入Message Pool，並在需要時通過obtain靜態方法從Message Pool獲取。Message 承擔了享元模式中3個元素的職責，即是Flyweight抽象，又是ConcreateFlyweight角色，同時又承擔了FlyweightFactoiy管理對象池的職責。

所以使用Message推薦obtain()，不要去new了。

//1。使用new Message()  
//Message mess = new Message();  

//2。使用Message.obtain()  
Message mess = Message.obtain();  
mess.what = 1;  

//Message mess = mHandler.obtainMessage(1);  與上兩行的代碼一樣，可以參考源碼查看  
mHandler.sendMessage(mess);  

6.總結

1.優點

（1）大大減少應用程序創建的對象，降低程序內存的占用，增強程序的性能。

（2）使用享元模式，可以讓享元對象可以在不同的環境中被共享。

2.缺點

（1）使得系統更加復雜。為了使對象可以共享，需要將一些狀態外部化，這使得程序的邏輯復雜化。

（2）享元模式將需、享元對象的狀態外部化，而讀取外部狀態使得運行時間稍微變長。