设计模式——享元模式

运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用，通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量相似类的开销，从而提高系统资源的利用率。一般不变类都会使用享元模式。

享元模式与单例模式的区别：

• 单例模式中一个类只能创建一个对象。
• 享元模式中一个类可以创建多个对象，只不过可以采用工厂等方式共享同一个对象，并且可以控制对象创建或使用的数量。比如数据库连接池，不是单例模式示例，而是享元模式示例。

优点：极大减少内存中相似或相同对象数量，节约系统资源，提供系统性能。

缺点：需要关注内/外部状态，代码更加复杂、如果对象复用度低，则不适用与享元模式。

核心思想：如果在一个系统中存在多个相同的对象，那么只需要共享一份对象的拷贝，而不必为每一次使用都创建新的对象。在享元模式中，由于需要构造和维护这些可以共享的对象，因此，常会出现一个工厂类，用于维护和创建对象。

享元模式的主要角色由享元工厂、抽象享元、具体享元类和主函数几部分组成。

• 享元工厂：用于创建具体享元类，维护相同的享元对象。它保证相同的享元对象可以被系统共享。即，其内部使用了类似单例模式的方法，当请求对象已经存在时，直接返回对象，不存在时，在创建对象。享元工厂是享元模式的核心，它需要确保系统可以共享相同的对象。一般情况下，享元工厂会维护一个对象集合，当任何组件尝试获取享元类时，如果请求的享元类已经被创建，则直接返回已有的享元类：若没有，则创建一个新的享元对象，并将它加入到维护队列中。

• 抽象享元：定义需要共享的对象业务接口。享元类被创建出来总是为了实现某些特定的业务逻辑，而抽象享元便定义这些逻辑的语义行为。

• 具体享元类：实现抽象享元类的接口，完成某一具体逻辑。

• 客户端：使用享元模式的组件，通过享元工厂取得享元对象。

享元模式经典的应用场景就是池技术了，String 常量池、数据库连接池、缓冲池等等都是享元模式的应用，享元模式是池技术的重要实现方式

Integer 类使用了享元模式，通过Integer.valueOf()这个静态工厂方法创建Integer实例，当传入的int范围在-128~`+127之间时，会直接返回缓存的Integer`实例（自动装箱时底层会使用 Integer.valueOf()）。

public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
    
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];  // 去缓存中找
        return new Integer(i);
    }
    
    private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];

        static {
            int h = 127;
            String integerCacheHighPropValue =
                sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                    i = Math.max(i, 127);
                    // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                    h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
                }
            }
            high = h;
            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);
            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }

        private IntegerCache() {}
    }
}