Java享元模式(Flyweight Pattern)

享元模式(Flyweight Pattern)主要用於減少建立的物件數量，並減少記憶體占用並提高效能。這種型別的設計模式屬於結構模式，因為該模式提供了減少物件計數的方法，從而改善應用的物件結構。

享元模式(Flyweight Pattern)嘗試通過儲存已經存在的類似物件以重用，並在找不到匹配的物件時建立新物件。我們將通過繪製不同位置的20個圓圈來演示這種模式，但是這裡只建立5個物件。只有5種顏色可用，因此color屬性用於檢查已經存在的Circle物件。

實現範例

在這個範例中，將建立一個Shape介面和一個實現Shape介面的具體類Circle。在下一步中將定義一個工廠類ShapeFactory。

ShapeFactory有一個HashMap的Circle作為Circle物件的顏色。每當一個請求向ShapeFactory建立一個指定顏色的圓形時，它會檢查HashMap中的圓形物件，如果找到物件則返回這個物件，否則就會建立一個新物件然後儲存在hashmap中以供將來使用，並返回這個新建立的物件給用戶端。

FlyWeightPatternDemo這是一個演示類，將使用ShapeFactory來獲取一個Shape物件。它將資訊（紅色/綠色/藍色/黑色/白色）傳遞給ShapeFactory以獲得所需顏色的圓形。

享元模式的實現範例結構如下圖中所示 -

第1步

建立一個介面，如下程式碼 -
Shape.java

public interface Shape {
   void draw();
}

第2步

建立一個實現相同介面的具體類。
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

建立一個工廠根據給定的資訊生成具體類的物件。
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

使用工廠並通過傳遞諸如顏色的資訊來獲得具體類的物件。

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

驗證輸出，執行上面的程式碼得到以下結果 -

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