Java23种设计模式-结构型模式之享元模式

享元模式（Flyweight Pattern）:主要用于减少创建大量相似对象时的内存占用。通过共享对象，享元模式可以减少内存中对象的数量，从而提高程序的性能。

角色：
1.享元角色（Flyweight）：享元对象包含了可以共享的内在状态。
2.享元工厂（Flyweight Factory）：管理享元对象池，确保合理地共享享元对象。
3.客户端（Client）：客户端使用享元工厂来获取享元对象，并与外部状态一起使用。

优点：
1.节省内存：通过共享已存在的对象，减少对象的创建数量，节省内存资源。
2.提高性能：减少了创建和销毁对象的开销，提高系统性能。
3.降低内存占用：避免了大量相似对象的存储。
4.更好的资源利用：有效地利用有限的资源。

缺点：
1.复杂性增加：需要额外的代码来管理享元对象，增加了系统的复杂性。
2.状态管理复杂：对象的状态可能会变得复杂，需要仔细处理。
3.线程安全性：在多线程环境下，需要考虑线程安全问题。
4.代码可读性降低：复杂的享元模式实现可能会降低代码的可读性。
5.维护困难：代码的复杂性增加可能导致维护困难。
6.限制灵活性：可能对系统的灵活性产生一定的限制。
7.依赖享元工厂：系统过于依赖享元工厂，可能导致耦合性增加。
8.性能权衡：在某些情况下，可能会因为享元的共享而导致一定的性能损失。
9.代码复杂度上升：实现享元模式可能会增加代码的复杂度和开发成本。
10.不易测试：复杂的结构可能使测试变得困难。

应用场景：
1.系统中存在大量相似的对象。
2.对象的创建和销毁开销较大。
3.内存资源有限，需要节省内存。

示例：ConcreteFlyweight 是享元角色，FlyweightFactory 是享元工厂，客户端通过工厂获取享元对象，并提供外在状态来使用它们

// 享元接口
public interface Flyweight {
    void operation(String extrinsicState);
}
// 具体享元类
public class ConcreteFlyweight implements Flyweight{
    private String intrinsicState;

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

    @Override
    public void operation(String extrinsicState) {
        // 使用内在状态和外在状态执行操作
        System.out.println("操作: " + intrinsicState + " 附加状态: " + extrinsicState);
    }
}
//享元工厂
public class FlyweightFactory {
    private static HashMap<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();

    public static Flyweight getFlyweight(String key) {
        if (!flyweights.containsKey(key)) {
            flyweights.put(key, new ConcreteFlyweight(key));
        }
        return flyweights.get(key);
    }
}
//客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Flyweight flyweight1 = FlyweightFactory.getFlyweight("shared intrinsic state 1");
        flyweight1.operation("extrinsic state 1");

        Flyweight flyweight2 = FlyweightFactory.getFlyweight("shared intrinsic state 2");
        flyweight2.operation("extrinsic state 2");
    }
}