以前想骑自行车需要去自行车店里购买，才能骑自行车。现在有了共享单车，我们则不需要购买单车，只需要扫描二维码就可以来一场说走就走的短途。共享单车的这种模式，我们可以理解为享元模式。
一、享元模式的定义
所谓享元模式就是运行共享技术有效地支持大量细粒度（对象的相似度比较高的属性）对象的复用。系统使用少量对象，而且这些对象都比较相似，状态变化小，可以实现对象的多次复用。
二、享元模式类图
三、享元模式的角色
Flyweight
抽象享元类。所有具体享元类的超类或者接口。Flyweight可以接受并作用于外部状态。ConcreteFlyweight
具体享元类。指定内部状态，为内部状态增加存储空间。UnsharedConcreteFlyweight
非共享具体享元类。指出那些不需要共享的Flyweight子类。FlyweightFactory
享元工厂类。用来创建并管理Flyweight对象，它主要用来确保合理地共享Flyweight，当用户请求一个Flyweight时，FlyweightFactory就会提供一个已经创建的Flyweight对象或者新建一个（如果不存在）。
四、情景代码
小明、小王、小李三个人要骑自行车，接下来我们用代码来实现。
- 自行车类
public class Bicycle {
private String name;
public Bicycle (String name) {
this.name = name;
}
public void rideBicycle () {
System.out.println(name+" 骑自行车");
}
}
- 测试类
public static void main(String[] args) {
Bicycle bicycle1 = new Bicycle("小明");
bicycle1.rideBicycle();
Bicycle bicycle2 = new Bicycle("小王");
bicycle2.rideBicycle();
Bicycle bicycle3 = new Bicycle("小李");
bicycle3.rideBicycle();
}
通过上面的例子，我们可以看出，谁要骑车都需要创建一个对象，对象都是相同的，这样对内存消耗是比较大的，而且也不符合设计模式编程。接下来我们用享元模式来实现。
- 定义一个车类的接口
public interface Car {
public void rideCar (String userName);
}
- 非享元的实现类
public class CarNoImpl implements Car {
@Override
public void rideCar(String userName) {
System.out.println(userName+"骑单车");
}
}
- 享元工厂类
public class CarFactory {
// 享元池
// 如果找到了，不需要创建新的对象。包含了两个意思，第一个意思：减少了对象的创建，第二个,提高了对象的重复利用。
private static Map<String,Object> filweighs = new HashMap<String,Object>();
public Car getCar(String key,Car car) {
if (!filweighs.containsKey(key)) {
filweighs.put(key, car);
}
return (Car) filweighs.get(key);
}
}
- 测试类
public static void main(String[] args) {
CarFactory carFactory = new CarFactory();
Car car1 = carFactory.getCar("红色",new CarNoImpl());
car1.rideCar("小明");
Car car2 = carFactory.getCar("蓝色",new CarNoImpl());
car2.rideCar("小王");
Car car3 = carFactory.getCar("红色",new CarNoImpl());
car3.rideCar("小李");
}
- 测试结果
小明骑自行车
小王骑自行车
小李骑自行车
小明、小李骑的是红色的单车，这时我们的享元工厂是通过颜色查找，如果集合中有这个对象，则不需要创建直接返回集合中的对象，如果没有则需要创建对象，下次直接获取享元池中的对象，这样避免频繁创建对象。
接下来我们来聊聊共享部分，也就是外部状态。
- 享元实现类
public class CarOkImpl implements Car {
public Car car;
public CarOkImpl(Car car) {
this.car = car;
}
@Override
public void rideCar(String userName) {
if (null == car) {
System.out.println("附近没有单车可骑");
return;
}
car.rideCar(userName);
}
}
- 测试类
public static void main(String[] args) {
Car car4 = carFactory.getCar("黑色",new CarOkImpl(null));
car4.rideCar("小王");
}
- 测试结果
附近没有单车可骑
测试我们发现非享元实现类是不会改变内部类的状态，享元实现类是通过客户端可以改变内部类的状态。
这就是享元的模式的两种状态，内部状态和外部状态。
内部状态存储于享元对象内部，而外部状态则应该由客户端来考虑。
五、享元模式的优缺点
- 优点
1、享元模式的优点在于它能够极大的减少系统中对象的个数。
2、享元模式由于使用了外部状态，外部状态相对独立，不会影响到内部状态，所以享元模式使得享元对象能够在不同的环境被共享。
- 缺点
1、由于享元模式需要区分外部状态和内部状态，使得应用程序在某种程度上来说更加复杂化了。
2、为了使对象可以共享，享元模式需要将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间变长。
六、适用场景
如果一个系统中存在大量的相同或者相似的对象，由于这类对象的大量使用，会造成系统内存的耗费，可以使用享元模式来减少系统中对象的数量。
对象的大部分状态都可以外部化，可以将这些外部状态传入对象中。
七、小结
享元模式可以极大地减少系统中对象的数量。但是它可能会引起系统的逻辑更加复杂化。享元模式的核心在于享元工厂，它主要用来确保合理地共享对象。
内部状态为不变共享部分，存储于享元对象内部，而外部状态是可变部分，它应当客户端来负责。
源码在这里GitHub：
https://github.com/xiaonongOne/flyweight
