10.18

享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，它通过共享对象来减少内存使用和提高性能。享元模式适用于需要创建大量相似对象的情况，通过共享这些对象的内部状态，可以显著减少对象的数量。

下面是一个简单的Java代码示例，演示了享元模式的实现：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// 共享的抽象享元类
interface Flyweight {
    void operation();
}

// 具体享元类
class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
    private String intrinsicState;

    public ConcreteFlyweight(String intrinsicState) {
        this.intrinsicState = intrinsicState;
    }

    public void operation() {
        System.out.println("ConcreteFlyweight: " + intrinsicState);
    }
}

// 享元工厂类
class FlyweightFactory {
    private Map<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();

    public Flyweight getFlyweight(String key) {
        if (flyweights.containsKey(key)) {
            return flyweights.get(key);
        } else {
            Flyweight flyweight = new ConcreteFlyweight(key);
            flyweights.put(key, flyweight);
            return flyweight;
        }
    }
}

// 客户端代码
public class FlyweightPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
        
        Flyweight flyweight1 = factory.getFlyweight("A");
        flyweight1.operation();
        
        Flyweight flyweight2 = factory.getFlyweight("B");
        flyweight2.operation();
        
        Flyweight flyweight3 = factory.getFlyweight("A");
        flyweight3.operation();
    }
}

在上述示例中，我们定义了一个共享的抽象享元类 Flyweight，其中包含一个 operation() 方法。

然后，我们实现了具体享元类 ConcreteFlyweight，它实现了 Flyweight 接口，并持有一个内部状态 intrinsicState。

接着，我们创建了享元工厂类 FlyweightFactory，它维护了一个享元对象的缓存池 flyweights。在 getFlyweight() 方法中，我们通过检查缓存池是否存在对应的享元对象，如果存在则直接返回，否则创建新的享元对象并添加到缓存池中。

在客户端代码中，我们实例化了享元工厂对象 FlyweightFactory，并通过调用 getFlyweight() 方法获取享元对象。在多次获取同一个内部状态的享元对象时，实际上是获取的同一个对象实例。

享元模式的关键思想是共享对象的内部状态，以减少对象的数量。通过共享相同的内部状态，可以节省内存空间，并提高系统的性能。需要注意的是，享元模式将对象的内部状态与外部状态分离，内部状态是可以共享的，而外部状态是变化的，每个对象都需要独立维护。