享元模式 (Flyweight Pattern)

        享元模式，又稱蠅量級模式 (Flyweight 是拳擊術語，指最輕量的級別，蠅量級)，單看文字可能有點難理解，但簡單來說就是共享元件(資源)。試想一個情節：公司裡每個人都會有員工資訊，也都會有名片。假設名片是個類別時，對於每個員工，都需要 new 出名片的實體，而實際上名片裡也只是內容不同而已。當員工越多時，就需要 new 出越多名片物件，造成記憶體浪費，這時候就適合使用享元模式。以下為享元模式的正式定義及類別圖：

共享物件，用來儘可能減少記憶體使用量以及分享資訊給儘可能多的相似物件。
Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently.

• Flyweight：所有具象 Flyweight 子類別的共同介面
• ConcreteFlyweight：Flyweight 的具象子類別，就是要共享的元件類別。共享元件本身有內部的資料或狀態的話，都是在這裡維護。
• FlyweightFactory：負責創建與管理共享元件 (如例子中的名片)。通常會確認共享元件是否已存在，存在就直接給 Client 用，否則就創建新的共享元件。
• Client：取得共享元件並使用的角色，通常會結合外部資訊來使用共享元件 (如例子中的員工資訊)

// 名片是共享元件
// 提供一個介面讓子類別實作
public abstract class NameCard {

    // 名片要顯示的資訊
    protected String mId;
    protected String mDept;
    protected String mTel;

    public abstract void show(Employee e);
}

public class GeneralNameCard extends NameCard {

    @Override
    public void show(Employee e)
    {
        // 從外部資源取得資料
        mId = e.getId();
        mDept = e.getDept();
        mTel = e.getTel();

        // 顯示名片內容
        System.out.println(...)
    }
}

public class ManagerNameCard extends NameCard {

    // 管理階層的名片會多顯示職稱
    // 假設這是共享元件自己要管理的內部資源
    // 這邊只是範例, 把值寫死
    protected String mTitle = "Manager";

    @Override
    public void show(Employee e)
    {
        // 從外部資源取得資料
        mId = e.getId();
        mDept = e.getDept();
        mTel = e.getTel();

        // 顯示名片內容
        // 會多顯示職稱
        System.out.println(...)
    }
}

// 創建與管理共享元件的類別
public class NameCardFactory {

    // 範例用 Map 來儲存已創建的共享元件
    // 當然可以有不同的實作
    private static Map<Font, WeakReference<NameCard>> mNameCards =
        new WeakHashMap<Integer, WeakReference<NameCards>>();

    public static final int TYPE_GENERAL = 0;
    public static final int TYPE_MANAGER = 1;

    public static NameCard getNameCard(int employeeType)
    {
        if(employeeType == TYPE_GENERAL)
        {
            return getGeneralNameCard();
        }
        else if(employeeType == TYPE_MANAGER)
        {
            return getManagerNameCard();
        }
        else
        {
            // Error hanlding.
        }
    }

    // 確認共享元件是否存在
    // 不存在就創建並保留
    private static NameCard getGeneralNameCard()
    {
        if(mNameCards.get(TYPE_GENERAL) == null)
        {
            mNameCards.put(TYPE_GENERAL, new GeneralNameCard());
        }

        return mNameCards.get(TYPE_GENERAL).get();
    }

    private static NameCard getManagerNameCard()
    {
        if(mNameCards.get(TYPE_MANAGER) == null)
        {
            mNameCards.put(TYPE_MANAGER, new GeneralNameCard());
        }

        return mNameCards.get(TYPE_MANAGER).get();
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args)
    {
        // 假設 Employee 相關類別已存在
        Employee generalEmployee1 = new GeneralEmployee(...);

        // 取得共享元件
        NameCard card1 = NameCardFactory.getGeneralNameCard();
        card1.display(generalEmployee1);

        Employee generalEmployee2 = new GeneralEmployee(...);

        // 取得共享元件
        NameCard card2 = NameCardFactory.getGeneralNameCard();
        // 這邊的結果會是 true
        System.out.println(card1 == card1);
    }
}

        在 Java 實際應用中，最簡單且容易了解的應該就是 String 了，當你用以下的方式取得 String：

String str1 = "Hello world";
String str2 = "Hello world";
System.out.println(str1 == str2);

        在Java中，會維護一個String Pool，對於一些可以共享的字串物件，會先在String Pool中查找是否存在相同的String內容（字元相同），如果有就直接傳回，而不是直接創造一個新的String物件，因此上面的結果會顯示 true。

        使用享元模式的最大優點，就是可以降低物件生成個數，以減少記憶體使用，且物件可被集中於一處來管理。假如你的系統中會生成很多物件，且物件本身的某些部份可以不用區分出差異(如範例中的名片不用特別區分是哪張名片)，就可以使用此模式來分出共享元件與外部資源。而這個模式也是有缺點的，為了分出內外部資源，會造成程式架構較複雜，也因為大家都共用共享元件，無法有差異化，不同的行為。

參考資料

        深入淺出設計模式(Head First Design Patterns)
        Chapter 10 享元模式(Flyweight Pattern)
        享元（Flyweight）模式
        Flyweight 模式