享元模式是一种结构型设计模式，旨在提升性能和资源利用率。它通过共享技术有效地减少了系统中的冗余对象，从而降低了内存占用和计算成本。该模式将相似的对象组合成一个虚拟对象，并由一个中心管理器进行维护。当需要使用某个对象时，首先检查是否已经存在该对象的副本，如果存在，则直接返回；否则，创建一个新的副本并将其添加到中心管理器中。这种方式不仅提高了程序运行效率，还使得系统更加灵活和可扩展。
本文目录导读：
在当今这个信息化社会，软件系统的性能和资源利用效率已经成为了衡量一个系统优劣的重要标准，为了解决这个问题，程序员们提出了许多优秀的设计模式，其中享元模式(Flyweight Pattern)就是一个非常典型且有效的解决方案，本文将详细介绍享元模式的概念、特点以及如何在实际编程中应用这一模式来提高系统的性能和资源利用率。
享元模式概述
享元模式是一种结构型设计模式，它的主要目的是通过共享技术有效地支持大量细粒度的对象，这种模式的核心思想是：对于一些频繁使用且内容相似的对象，可以将它们的部分属性进行共享，从而减少内存占用和提高访问速度。
享元模式的主要角色有两类：享元(Flyweight)和抽象工厂(Abstract Factory)。
1、享元：享元对象是那些经常被重复使用的对象，它们通常具有一些可共享的属性和行为，享元对象的创建和销毁成本较高，但由于它们可以被多个客户端共享，因此在整体上可以降低系统的内存占用和提高访问速度。
2、抽象工厂：抽象工厂是一个生产一系列相关或相互依赖对象的接口，在享元模式中，抽象工厂负责创建和管理享元对象，当客户端需要获取一个享元对象时，抽象工厂会根据客户端的需求创建相应的享元对象，并将其封装在一个代理对象中返回给客户端，这样，客户端只需要与代理对象打交道，而不需要直接与享元对象打交道，从而降低了系统的耦合度。
享元模式的特点
1、高效利用内存：通过共享技术，享元模式可以有效地减少内存占用，提高系统的性能。
2、降低系统开销：享元模式将对象的创建和销毁操作集中在一个地方进行管理，从而降低了系统的开销。
3、降低耦合度：由于客户端只需要与代理对象打交道，而不需要直接与享元对象打交道，因此享元模式降低了系统的耦合度。
4、可扩展性好：享元模式具有良好的可扩展性，可以根据系统的需求动态地增加或减少享元对象。
实际应用举例
下面我们通过一个简单的实例来说明如何在实际编程中应用享元模式来提高系统的性能和资源利用率，假设我们有一个在线购物系统，系统中有很多不同的商品图片，这些图片的尺寸和格式各不相同，为了节省存储空间和提高访问速度，我们可以使用享元模式对这些图片进行管理。
1、我们需要定义一个享元接口，用于描述图片的共享特性，这个接口包含两个方法：getSize() 和 getFormat()。
public interface Flyweight {
int getSize();
String getFormat();
}2、我们需要为每种具体的图片类型实现这个接口，例如JPEG图片和PNG图片，这些实现类的具体实现细节可以忽略，因为我们只关心它们的共享特性。
public class JpegFlyweight implements Flyweight {
private int size;
private String format;
public JpegFlyweight(int size, String format) {
this.size = size;
this.format = format;
}
@Override
public int getSize() {
return size;
}
@Override
public String getFormat() {
return format;
}
}3、我们需要定义一个抽象工厂类，用于创建和管理享元对象，在这个例子中，我们只需要一个抽象工厂类即可，这个抽象工厂类包含一个静态方法createFlyweight(),用于创建具体的享元对象，当客户端需要获取一个图片时，只需调用这个方法即可。
public abstract class ImageFactory {
public static Flyweight createFlyweight(int size, String format) {
if (format == null || format.equalsIgnoreCase("jpeg")) {
return new JpegFlyweight(size, format);
} else if (format.equalsIgnoreCase("png")) {
return new PngFlyweight(size, format); // 这里省略了PNG享元对象的实现细节
} else {
throw new IllegalArgumentException("Unsupported format: " + format);
}
}
}4、我们可以在客户端代码中使用这个抽象工厂类来获取图片对象，由于享元模式将对象的创建和销毁操作集中在一个地方进行管理，因此客户端只需要与代理对象打交道，而不需要直接与享元对象打交道，这样一来，系统的性能和资源利用率就得到了显著的提高。
