【重温设计模式】享元模式及其Java示例

享元模式的介绍

在编程世界中，我们常常面临着如何有效管理系统资源的挑战。这就好比我们在生活中，面对有限的物质资源，如何做到既满足需求又节约使用，是一门艺术。在设计模式中，有一种模式，恰如其分地解决了这个问题，那就是享元模式。

享元模式，源自英文Flyweight Pattern，是一种用于性能优化的模式，其核心思想是共享对象，以减少系统中对象的数量，从而减少系统内存的使用，提高系统的性能。这种模式的名称来源于国际象棋中的棋子，棋子虽然有多个，但其本质上的属性都是相同的，只是位置不同，这就是享元模式的精髓。

在享元模式中，有两种状态，一种是内部状态，一种是外部状态。内部状态是对象可共享出来的信息，存储在享元对象内部并且不会随环境改变而改变；而外部状态则是对象依赖的一个标记，是随环境改变而改变的、不可以共享的状态。享元模式就是区分这两种状态，将内部状态和外部状态分离，使得我们可以共享相同的内部状态，减少系统中对象的数量。

下面我们将通过一个Java实例，详细讲解如何在Java中实现享元模式，以及实例中的关键代码和技术要点。

享元模式的Java实例

在我们刚刚了解了享元模式的基本概念和特点之后，让我们通过一个具体的Java实例来详细了解如何在Java中实现享元模式。在这个例子中，我们将创建一个名为OneMore的类，它将被设计为享元对象。在这个类中，我们将定义一些内部状态和外部状态，内部状态是共享的，外部状态是由客户端传入的。

首先，我们定义OneMore类，这个类将实现Flyweight接口。在这个类中，我们定义了一个String类型的内部状态intrinsicState，并提供了一个operation方法，这个方法接受一个外部状态作为参数。

public class OneMore implements Flyweight {
    private String intrinsicState;

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

    @Override
    public void operation(String extrinsicState) {
        System.out.println("Intrinsic State = " + this.intrinsicState);
        System.out.println("Extrinsic State = " + extrinsicState);
    }
}

然后，我们创建一个享元工厂FlyweightFactory，这个工厂负责创建和管理享元对象。在这个工厂类中，我们使用一个HashMap来存储享元对象，当客户端请求一个享元对象时，工厂首先检查这个对象是否已经存在，如果存在，就直接返回这个对象，如果不存在，就创建一个新的对象并加入到HashMap中。

public class FlyweightFactory {
    private Map<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();

    public Flyweight getFlyweight(String key) {
        Flyweight flyweight = flyweights.get(key);

        if (flyweight == null) {
            flyweight = new OneMore(key);
            flyweights.put(key, flyweight);
        }

        return flyweight;
    }
}