JAVA设计模式12：享元模式，避免创建大量相似对象的开销

Designer 小郑

发布于 2024-05-26 15:36:41

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发布于 2024-05-26 15:36:41

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作者主页：Designer 小郑 作者简介：3年JAVA全栈开发经验，专注JAVA技术、系统定制、远程指导，致力于企业数字化转型，CSDN博客专家，阿里云社区专家博主，蓝桥云课讲师。

一、什么是享元模式

享元模式是一种结构型设计模式，旨在通过共享对象来最大限度地减少内存使用和创建相似对象的开销。它适用于存在大量相似或相同对象的情况，通过共享这些对象的内部状态，可以减少内存的消耗。

在享元模式中，将对象分为两种类型：内部状态（Intrinsic State）和外部状态（Extrinsic State）。内部状态是对象可共享的部分，存储于对象内部，并且不会随着外部环境的改变而改变。外部状态是对象依赖的部分，需要在使用时进行传递，并且会随着外部环境的改变而改变。

享元模式的核心思想是，通过将多个对象共享相同的内部状态，避免创建大量相似对象的开销。当需要使用对象时，通过传递外部状态来定制对象的行为。

使用享元模式具有以下优点：

减少内存消耗：通过共享对象的内部状态，减少了创建相似对象的开销。
提高性能：由于共享对象，可以减少对象创建的时间和内存消耗，从而提高系统性能。

然而，享元模式也有一些缺点：

对象共享可能引入线程安全问题：如果多个线程同时使用共享对象，可能需要考虑线程安全性。
引入了对象共享的复杂性：需要在共享对象和非共享对象之间进行区别，增加了代码的复杂性。

在Java中，可以使用享元模式来优化对象的创建和内存消耗，特别是在需要大量相似对象的场景中，如连接池、线程池、字形缓存等。

二、享元模式实例

以下是一个简单的Java代码示例，演示如何使用亨元模式来模拟对象的共享，请同学们复制到本地执行。

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

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

    // 获取共享对象
    public Flyweight getFlyweight(String key) {
        if (flyweights.containsKey(key)) {
            return flyweights.get(key);
        } else {
            Flyweight flyweight = new ConcreteFlyweight();
            flyweights.put(key, flyweight);
            return flyweight;
        }
    }
}

// 抽象亨元类
interface Flyweight {
    void operation();
}

// 具体亨元类
class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("具体亨元对象的操作");
    }
}

// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();

        // 获取共享对象
        Flyweight flyweight1 = factory.getFlyweight("key1");
        Flyweight flyweight2 = factory.getFlyweight("key2");

        // 调用共享对象的操作
        flyweight1.operation();
        flyweight2.operation();
    }
}

在这个示例中，FlyweightFactory 是亨元工厂类，负责创建和管理共享对象。

Client 类是客户端，在客户端代码中通过亨元工厂获取共享对象并调用其操作。