享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。

类图示例

享元模式.png

举个例子

网站共享代码

代码实现

import java.util.HashMap;

//网站接口
interface WebSite{
    void Use();
}
//具体网站
class ConcreteWebSite implements WebSite{
    private String name="";
    public ConcreteWebSite(String name){
        this.name=name;
    }
    public void Use(){
        System.out.println("网站分类"+name);
    }
}
//网站工厂
class WebSiteFactory{
    private HashMap<String,WebSite> webSiteMap=new HashMap<String,WebSite>();
    public WebSite GetWebSite(String name){
        if(!webSiteMap.containsKey(name)){
            webSiteMap.put(name,new ConcreteWebSite(name));
        }
        return webSiteMap.get(name);
    }
    public int GetWebSiteCount(){
        return webSiteMap.size();
    }
}

public class FlyWeight {
    public static void main(String[] args) {
        WebSiteFactory factory=new WebSiteFactory();
        WebSite fx=factory.GetWebSite("产品展示");
        fx.Use();
        WebSite fy= factory.GetWebSite("产品展示");
        fy.Use();
        WebSite fz=factory.GetWebSite("产品展示");
        fz.Use();
        WebSite f1= factory.GetWebSite("博客");
        f1.Use();
        WebSite f2= factory.GetWebSite("博客");
        f2.Use();
        WebSite f3= factory.GetWebSite("博客");
        f3.Use();
        System.out.println(factory.GetWebSiteCount());
    }
}

类图

网站享元模式.png

享元模式包含如下角色

Flyweight (抽象元类)
抽象元类声明一个接口，通过它可以接受并作用于外部状态。在抽象元类中定义了具体元类公共的方法，这些方法可以向外界提供元对象的内部数据 (内部状态)，同时也可以通过这些方法来设置外部数据 (外部状态)。
ConcreteFlyweight (具体元类)
具体元类实现了抽象元接口，实例称为元对象；在具体元类中为内部状态提供了存储空间，由于具体元对象必须是可以共享的，因此它所存储的状态必须是内部的，即它独立存在于自己的环境中。可以结合单例模式来设计具体元类，为每一个具体元类提供唯一的元对象。
UnsharedConcreteFlyweight (非共享具体元类)
并不是所有的抽象元类的子类都需要被共享，不能被共享的子类则设计为非共享具体元类；当需要一个非共享具体元类的对象时可以直接通过实例化创建；在某些享元模式的层次结构中，非共享具体元对象还可以将具体元对象作为子节点。
FlyweightFactory (元工厂类)
元工厂类用于创建并管理元对象；它针对抽象元类编程，将各种类型的具体元对象存储在一个元池中，元池一般设计为一个存储键值对的集合 (也可以是其他集合类型)，可以结合工厂模式进行设计；当用户请求一个具体元对象时，元工厂提供一个存储在元池中已创建的实例或者创建一个新的实例 (如果不存在的话)，返回该新创建的实例并将其存储在元池中。

模式分析

优点
1. 减少内存消耗：通过共享对象，减少了内存中对象的数量。
2. 提高效率：减少了对象创建的时间，提高了系统效率。
缺点
1. 增加系统复杂度：需要分离内部状态和外部状态，增加了设计和实现的复杂性。
2. 线程安全问题：如果外部状态处理不当，可能会引起线程安全问题。