享元模式 详解

定义

采用一个共享来避免大量拥有相同内容对象的开销；运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象；（共享的对象必须是不可变的，不然一变则全变）

享元模式分为单纯享元模式和复合享元模式；

结构型模式

角色

• 抽象享元角色（Flyweight）：此角色是所有的具体享元类的超类，为这些类规定出需要实现的公共接口或抽象类。那些需要外部状态的操作可以通过方法的参数传入。抽象享元的接口使得享元变得可能，但是并不强制子类实行共享，因此并非所有的享元对象都是可以共享的；
• 具体享元角色（ConcreteFlyweight）：实现抽象享元角色所规定的接口。如果有内部转播台的话，必须负责为内部状态提供存储空间。享元对象的内部状态必须与对象所处的周围环境无关，从而使得享元对象可以在系统内共享。有时候具体享元角色又叫做单纯具体享元角色，因为复合享元角色是由单纯具体享元角色通过复合而成的；
• 复合享元角色（UnsharableFlyweight）：复合享元角色所代表的对象是不可以共享的，但是一个复合享元对象可以分解成多个本身是单纯享元对象的组合。复合享元角色又称作不可共享的享元对象。这个角色一半很少使用；
• 享元工厂角色（FlyweightFactoiy）： 本角色负责创建和管理享元角色。本角色必须保证享元对象可以被系统适当地共享。当一个客户端对象请求一个享元对象的时候，享元工厂角色需要检查系统中是否已经有一个符合要求的享元对象，如果已经有了，享元工厂角色就应当提供这个已有的享元对象；如果系统中没有一个适当的享元对象的话，享元工厂角色就应当创建一个新的合适的享元对象；
• 客户端角色（Client）： 本角色还需要自行存储所有享元对象的外部状态；
• 内部状态与外部状态： 在享元对象内部并且不会随着环境改变而改变的共享部分，可以称之为享元对象的内部状态，反之随着环境改变而改变的，不可共享的状态称之为外部状态；

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单纯享元角色的结构图

复杂享元角色的结构图

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适用场景

• 一个应用程序使用了大量的对象；
• 完全由于使用大量的对象，造成很大的存储开销；
• 对象的大多数状态都可变为外部状态；
• 如果删除对象的外部状态，那么可以用相对较少的共享取代很多组对象；
• 应用程序不依赖于对象标示。由于Flyweight对象可以被共享，对于概念上明显有别的对象，标识测试将返回真值；

例子

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实现代码

/** * Created by George on 16/6/28. *///构造函数var Book = function (id, title, author, genre, pageCount, publisherID, ISBN,    checkoutDate, checkoutMember, dueReturnDate, availability) {    this.id = id;    this.title = title;    this.author = author;    this.genre = genre;    this.pageCount = pageCount;    this.publisherID = publisherID;    this.ISBN = ISBN;    this.checkoutDate = checkoutDate;   //借出日期    this.checkoutMember = checkoutMember  //借出人    this.dueReturnDate = dueReturnDate; //还书日期    this.availability = availability;  //是否可用};//书籍Book.prototype = {    getTitle : function() {        return this.title;    },    getAuthor : function() {        return this.author;    },    getISBN : function () {        return this.ISBN;    },    //.....所有属性的get方法,省略    //更新借出状态    updateCheckoutStatus : function(bookID, newStatus, checkoutDate, checkoutMember, newReturnDate) {        this.id = bookID;        this.availability = newStatus;        this.checkoutDate = checkoutDate;        this.checkoutMember = checkoutMember;        this.dueReturnDate = newReturnDate;    },    //续借    extendCheckoutPeriod : function(bookID, newReturnDate) {        this.id = bookID;        this.dueReturnDate = newReturnDate;    },    //是否到期    isPastDue : function(bookID) {        var currentDate = new Date();        return currentDate.getTime() > Date.parse(this.dueReturnDate);    }};/*检查之前是否创建该book的对象，如果有就返回，没有就重新创建并存储以便后面可以继续访问，这确保我们为每一种书只创建一个对象这里使用到了工厂模式 */var BookFactory = (function () {    var existingBooks = {};    return {        createBook : function (title, author, genre, pageCount, publisherID, ISBN) {            var existingBook = existingBooks[ISBN];            if (existingBook) {                return existingBook;            }            else {                var book = new Book(title, author, genre, pageCount, publisherID, ISBN);                existingBooks[ISBN] = book;                return book;            }        }    };});/*借书管理类，用到了单例模式 */var BookRecordManager = (function () {    var bookRecordDatabase = {};    return {        //添加借书记录        addBookRecord : function (id, title, author, genre, pageCount, publisherID            , ISBN, checkoutDate, checkoutMember, dueReturnDate, availability) {            var book = BookFactory.createBook(title, author, genre, pageCount, publisherID, ISBN);            bookRecordDatabase[id] = {                checkoutDate : checkoutDate,                checkoutMember : checkoutMember,                dueReturnDate : dueReturnDate,                availability : availability,                book : book            };        },        pdateCheckoutStatus : function(bookID, newStatus, checkoutDate, checkoutMember, newReturnDate) {            var record = bookRecordDatabase[bookID];            record.availability = newStatus;            record.checkoutDate = checkoutDate;            record.checkoutMember = checkoutMember;            record.dueReturnDate = newReturnDate;        },        //续借        extendCheckoutPeriod : function(bookID, newReturnDate) {            var record = bookRecordDatabase[bookID];            record.dueReturnDate = newReturnDate;        },        //是否到期        isPastDue : function(bookID) {            var record = bookRecordDatabase[bookID];            var currentDate = new Date();            return currentDate.getTime() > Date.parse(record.dueReturnDate);        },    };});

• 代码就是将数据分成内部状态和外部状态，与书籍对象相关的数据是内部状态，而借出数据是外部状态，这意味着，每个书籍属性组合只需要一个book对象；
• 这里面还使用到了工厂模式和单例模式；
• 其实有点像数据库里面的建立多个相关联的表，不可能将所有数据对象存储在一个表格中，需要将一部分数据单独作为一个表格，否则会出现大量数据的冗余；

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优缺点

注意的是
1. 享元模式使得系统变得更加复杂。为了使对象可以共享，需要将一些状态外部化，这使得程序的逻辑复杂化。
2. 享元模式将享元对象的状态外部化，而读取外部状态使得运行时间稍微变长。

享元模式一半是用来解决系统性能问题，所以经常用于底层开发，在项目开发中并不常用。