享元模式是一种结构型设计模式，旨在减少对象的数量以节省内存和提高性能。享元模式通过共享大量相似对象的状态，使得这些对象可以共享，而不需要在每个对象中都存储相同的数据。享元模式通常包含两个主要部分：享元接口和具体享元。
享元接口（Flyweight）：
定义了具体享元类需要实现的接口，通常包含一个方法用于接受外部状态。
具体享元（ConcreteFlyweight）：
实现了享元接口，并存储了共享的内部状态。具体享元对象的外部状态通常通过方法参数传递进来。
享元模式通常在以下场景中使用：
大量相似对象：
当系统中存在大量相似对象，且这些对象可以共享一些相同的状态时，可以使用享元模式来减少对象的数量。
对象的内部状态和外部状态：
当一个对象的内部状态相对稳定，但外部状态需要在运行时变化时，可以使用享元模式。内部状态存储在具体享元对象中，而外部状态通过方法参数传递进来。
需要缓存的对象：
当需要缓存对象以提高性能时，可以使用享元模式。共享的对象可以被缓存，而不需要重复创建。
下面通过一个简单的例子来演示享元模式的实现。假设有一个图书馆系统，需要管理大量的书籍。我们可以使用享元模式来共享相同作者的书籍对象。
享元接口 - 书籍 Book
package com.cheney.demo;
interface Book {
void display(String author);
}
具体享元 - 具体书籍 ConcreteBook
package com.cheney.demo;
class ConcreteBook implements Book {
private String title;
public ConcreteBook(String title) {
this.title = title;
}
@Override
public void display(String author) {
System.out.println("书名: " + title + ", 作者: " + author);
}
}
享元工厂 - 书籍工厂 BookFactory
package com.cheney.demo;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
class BookFactory {
private Map<String, Book> bookMap = new HashMap<>();
public Book getBook(String title) {
Book book = bookMap.get(title);
if (book == null) {
book = new ConcreteBook(title);
bookMap.put(title, book);
}
return book;
}
}
客户端启动类 Main
package com.cheney.demo;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 使用享元模式创建和显示书籍
BookFactory bookFactory = new BookFactory();
Book book1 = bookFactory.getBook("设计模式");
book1.display("Tom");
Book book2 = bookFactory.getBook("Java 基础");
book2.display("Jack");
Book book3 = bookFactory.getBook("Spring 实战");
book3.display("Cheney");
}
}
在上述例子中，Book 是享元接口，定义了具体享元类需要实现的方法。ConcreteBook 是具体享元，实现了 Book 接口，并存储了书籍的标题。BookFactory 是享元工厂，负责创建和管理具体享元对象。
在客户端中，我们使用享元模式创建和显示书籍。通过共享相同标题的书籍对象，我们可以减少对象的数量，提高系统的性能。
享元模式是一种用于减少对象数量、提高系统性能的设计模式。通过共享相似对象的状态，可以在系统中创建更少的对象实例，从而减小内存占用和提高运行效率。在实际开发中，享元模式常被用于管理大量相似对象，例如缓存、连接池等场景。通过合理使用享元模式，可以提高系统的灵活性、可维护性，并且降低系统的资源消耗。