Java享元模式(Flyweight Pattern)

享元模式(Flyweight Pattern)主要用于减少创建的对象数量，并减少内存占用并提高性能。 这种类型的设计模式属于结构模式，因为该模式提供了减少对象计数的方法，从而改善应用的对象结构。

享元模式(Flyweight Pattern)尝试通过存储已经存在的类似对象以重用，并在找不到匹配的对象时创建新对象。我们将通过绘制不同位置的20个圆圈来演示这种模式，但是这里只创建5个对象。只有5种颜色可用，因此color属性用于检查已经存在的Circle对象。

实现实例

在这个实例中，将创建一个Shape接口和一个实现Shape接口的具体类Circle。在下一步中将定义一个工厂类ShapeFactory。

ShapeFactory有一个HashMap的Circle作为Circle对象的颜色。每当一个请求向ShapeFactory创建一个指定颜色的圆形时，它会检查HashMap中的圆形对象，如果找到对象则返回这个对象，否则就会创建一个新对象然后存储在hashmap中以供将来使用，并返回这个新创建的对象给客户端。

FlyWeightPatternDemo这是一个演示类，将使用ShapeFactory来获取一个Shape对象。它将信息（红色/绿色/蓝色/黑色/白色）传递给ShapeFactory以获得所需颜色的圆形。

享元模式的实现实例结构如下图中所示 -

第1步

创建一个接口，如下代码 -
Shape.java

public interface Shape {
   void draw();
}

第2步

创建一个实现相同接口的具体类。
Circle.java

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() {
      System.out.println("Circle: Draw() [Color : " + color + ", x : " + x + ", y :" + y + ", radius :" + radius);
   }
}

第3步

创建一个工厂根据给定的信息生成具体类的对象。
ShapeFactory.java

import java.util.HashMap;

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;
   }
}

第4步

使用工厂并通过传递诸如颜色的信息来获得具体类的对象。

FlyweightPatternDemo.java

public class FlyweightPatternDemo {
   private static final String colors[] = { "Red", "Green", "Blue", "White", "Black" };
   public static void main(String[] args) {

      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);
   }
}

第5步

验证输出，执行上面的代码得到以下结果 -

Creating circle of color : Black
Circle: Draw() [Color : Black, x : 36, y :71, radius :100
Creating circle of color : Green
Circle: Draw() [Color : Green, x : 27, y :27, radius :100
Creating circle of color : White
Circle: Draw() [Color : White, x : 64, y :10, radius :100
Creating circle of color : Red
Circle: Draw() [Color : Red, x : 15, y :44, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 19, y :10, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 94, y :32, radius :100
Circle: Draw() [Color : White, x : 69, y :98, radius :100
Creating circle of color : Blue
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 13, y :4, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 21, y :21, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 55, y :86, radius :100
Circle: Draw() [Color : White, x : 90, y :70, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 78, y :3, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 64, y :89, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 3, y :91, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 62, y :82, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 97, y :61, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 86, y :12, radius :100
Circle: Draw() [Color : Green, x : 38, y :93, radius :100
Circle: Draw() [Color : Red, x : 76, y :82, radius :100
Circle: Draw() [Color : Blue, x : 95, y :82, radius :100