享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，它旨在通过共享对象来最大程度地减少内存使用和提高性能。享元模式通过共享细粒度的对象，以有效地支持大量细粒度的对象实例。
在享元模式中，对象分为两种类型：内部状态（Intrinsic State）和外部状态（Extrinsic State）。内部状态是对象共享的部分，它独立于对象的上下文环境。外部状态是对象的上下文环境，它不可共享并且会影响对象的行为。
享元模式通过将内部状态和外部状态分离，将内部状态存储在共享的数据结构中，以便多个对象可以共享相同的内部状态。这样可以减少内存使用，提高系统的性能。
组件
在享元模式中，通常包含以下组件：
- 享元接口（Flyweight Interface）：定义享元对象的公共方法，可以是抽象类或接口。
- 具体享元（Concrete Flyweight）：实现享元接口，并包含内部状态。具体享元对象可以被共享和重用。
- 享元工厂（Flyweight Factory）：负责创建和管理享元对象。它维护一个享元池（Flyweight Pool）用于存储已创建的享元对象，以便重复使用。
- 客户端（Client）：使用享元对象的客户端代码。客户端可以通过享元工厂获取享元对象，并根据需要设置外部状态。
代码实现
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
// 享元接口
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("具体享元对象，内部状态为：" + 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 Main {
public static void main(String[] args) {
FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
Flyweight flyweight1 = factory.getFlyweight("A");
flyweight1.operation();
Flyweight flyweight2 = factory.getFlyweight("B");
flyweight2.operation();
}
}
在上述示例中，我们定义了享元接口（Flyweight）和具体享元类（ConcreteFlyweight）。享元工厂类（FlyweightFactory）负责创建和管理享元对象，并使用一个HashMap来存储已创建的享元对象，以便重复使用。
在客户端代码中，我们通过享元工厂来获取享元对象，并调用其操作方法。注意到，虽然我们获取了两个享元对象，但它们的内部状态是相同的，因为它们共享了相同的享元对象。
源码中使用
在源码中，享元模式的应用有很多。以下是一些常见的源码中使用享元模式的情况：
- Java中的字符串常量池（String Pool）：Java中的字符串常量池使用了享元模式的思想，相同的字符串只会在内存中保存一份，多个引用共享同一个字符串对象，以节省内存空间。
- 数据库连接池：数据库连接池使用了享元模式的概念，通过共享数据库连接对象，减少了创建和销毁连接的开销，提高了数据库操作的性能。
- 缓存实现：在缓存中，可以使用享元模式来存储和管理缓存对象。相同的数据只需保存一份，多个请求可以共享同一个缓存对象，提高了缓存的效率。
- 图形界面中的图元对象：在图形界面的绘图功能中，可以使用享元模式来共享图元对象，减少内存占用，提高绘图的性能。
总结
享元模式在源码中有广泛的应用，主要用于共享和复用对象，以减少内存使用和提高性能。通过共享对象，可以节省内存空间，并提高系统的响应速度。
