结构型享元模式

享元模式

享元模式又称为轻量级模式，是对象池的一种实现，类似于线程池，线程池可以避免不停的创建和销毁多个对象，消耗性能。提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。宗旨：共享细粒度对象，将多个对同一对象的访问集中起来。

在JAVA语言中，String类型就是使用了享元模式。String对象是final类型，对象一旦创建就不可改变。在JAVA中字符串常量都是存在常量池中的，JAVA会确保一个字符串常量在常量池中只有一个拷贝。String a=”abc”，其中”abc”就是一个字符串常量。

享元（Flyweight ）模式中存在以下两种状态：

内部状态，即不会随着环境的改变而改变的可共享部分。
外部状态，指随环境改变而改变的不可以共享的部分。享元模式的实现要领就是区分应用中的这两种状态，并将外部状态外部化。

主要有以下角色：

抽象享元角色（Flyweight）：通常是一个接口或抽象类，在抽象享元类中声明了具体享元类公共的方法，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）。
具体享元（Concrete Flyweight）角色：它实现了抽象享元类，称为享元对象；在具体享元类中为内部状态提供了存储空间。通常我们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。
非享元（Unsharable Flyweight)角色：并不是所有的抽象享元类的子类都需要被共享，不能被共享的子类可设计为非共享具体享元类；当需要一个非共享具体享元类的对象时可以直接通过实例化创建。
享元工厂（Flyweight Factory）角色：负责创建和管理享元角色。当客户对象请求一个享元对象时，享元工厂检査系统中是否存在符合要求的享元对象，如果存在则提供给客户；如果不存在的话，则创建一个新的享元对象。

代码实现

下面通过查询火车票的例子来用代码进行模拟实现：

// 抽象接口
public interface ITicket {
    // seat 外部状态
    void show(String seat);
}
public class TrainTicket implements ITicket {
    private String from;
    private String to;
    // 内部状态
    private Integer price;
    public TrainTicket(String from, String to) {
        this.from = from;
        this.to = to;
    }
    @Override
    public void show(String seat) {
        this.price = new Random().nextInt(500);
        System.out.println(from + "->" + to + ":" + seat + "价格:" + this.price);
    }
}
// 工厂类
public class TicketFactory {
    private static Map<String, ITicket> pool = new ConcurrentHashMap<>();
    public static ITicket getTicket(String from, String to) {
        String key = from + "->" + to;
        if (pool.containsKey(key)) {
            System.out.println("使用缓存获取火车票:" + key);
            return pool.get(key);
        }
        System.out.println("使用数据库获取火车票:" + key);
        ITicket ticket = new TrainTicket(from, to);
        pool.put(key, ticket);
        return ticket;
    }
}
    // 测试
    public static void main(String[] args) {
        ITicket ticket = getTicket("北京", "上海");
        //使用数据库获取火车票:北京->上海
        //北京->上海:二等座价格:20
        ticket.show("二等座");
        ITicket ticket1 = getTicket("北京", "上海");
        //使用缓存获取火车票:北京->上海
        //北京->上海:商务座价格:69
        ticket1.show("商务座");
        ITicket ticket2 = getTicket("上海", "北京");
        //使用数据库获取火车票:上海->北京
        //上海->北京:一等座价格:406
        ticket2.show("一等座");
        System.out.println(ticket == ticket1);//true
        System.out.println(ticket == ticket2);//false
    }