什么是享元模式？

享元模式是一種設(shè)計模式，用于減少對象的內(nèi)存占用和提高性能。它通過共享相似對象的內(nèi)部狀態(tài)來減少重復(fù)對象的創(chuàng)建。

主要解決什么問題？

享元模式主要解決兩個問題：

大量相似對象的內(nèi)存占用：當系統(tǒng)中存在大量相似的對象時，每個對象都會占用一定的內(nèi)存空間，導(dǎo)致內(nèi)存消耗過大。

對象的創(chuàng)建和銷毀開銷：頻繁創(chuàng)建和銷毀對象會帶來一定的開銷，影響系統(tǒng)性能。

在什么時候我們需要使用享元模式？

當滿足以下條件時，可以考慮使用享元模式：

系統(tǒng)中存在大量相似的對象，且這些對象的區(qū)別可以拆分為內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)。

對象的創(chuàng)建和銷毀頻率較高，需要減少對象的內(nèi)存占用和創(chuàng)建銷毀開銷。

用一個生活中的應(yīng)用實例來舉例、類比

假設(shè)你正在開發(fā)一個電子商務(wù)網(wǎng)站，你需要展示大量的產(chǎn)品信息。每個產(chǎn)品都有一些共同的屬性，比如名稱、價格和庫存數(shù)量，以及一些不同的屬性，比如顏色和尺寸。這里，產(chǎn)品可以被看作是享元對象。

使用享元模式，你可以將共同屬性作為內(nèi)部狀態(tài)，而將不同的屬性作為外部狀態(tài)。當展示產(chǎn)品時，可以共享相同內(nèi)部狀態(tài)的產(chǎn)品對象，并根據(jù)不同的外部狀態(tài)設(shè)置其屬性值。通過共享對象，可以減少內(nèi)存占用，避免創(chuàng)建大量相似的產(chǎn)品對象。

優(yōu)點

享元模式的優(yōu)點包括：

減少內(nèi)存占用：通過共享相似對象的內(nèi)部狀態(tài)，減少內(nèi)存占用。

提高性能：共享對象的復(fù)用減少了對象的創(chuàng)建和銷毀開銷，提高了系統(tǒng)性能。

缺點

享元模式的缺點包括：

引入共享對象管理：引入共享對象需要額外的管理機制，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

對象狀態(tài)共享：共享對象的內(nèi)部狀態(tài)需要是可共享的，如果對象有可變狀態(tài)，則需要進行額外的處理。

使用場景

享元模式適用于以下情況：

系統(tǒng)中存在大量相似的對象，且這些對象的區(qū)別可以拆分為內(nèi)部狀態(tài)和外部狀態(tài)。

對象的創(chuàng)建和銷毀頻率較高，需要減少對象的內(nèi)存占用和創(chuàng)建銷毀開銷。

下面是一個簡單的Java代碼示例：

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

// 享元接口

interface Product {

? ? void display(String color);

}

// 具體享元類

class ConcreteProduct implements Product {

? ? private String name;

? ? public ConcreteProduct(String name) {

? ? ? ? this.name = name;

? ? }

? ? public void display(String color) {

? ? ? ? System.out.println("Displaying " + name + " in " + color);

? ? }

}

// 享元工廠類

class ProductFactory {

? ? private Map<String, Product> productMap;

? ? public ProductFactory() {

? ? ? ? productMap = new HashMap<>();

? ? }

? ? public Product getProduct(String name) {

? ? ? ? Product product = productMap.get(name);

? ? ? ? if (product == null) {

? ? ? ? ? ? product = new ConcreteProduct(name);

? ? ? ? ? ? productMap.put(name, product);

? ? ? ? }

? ? ? ? return product;

? ? }

}

// 客戶端

public class Client {

? ? public static void main(String[] args) {

? ? ? ? ProductFactory productFactory = new ProductFactory();

? ? ? ? Product product1 = productFactory.getProduct("Product A");

? ? ? ? product1.display("Red");

? ? ? ? Product product2 =productFactory.getProduct("Product A");

? ? ? ? product2.display("Blue");

? ? ? ? Product product3 = productFactory.getProduct("Product B");

? ? ? ? product3.display("Green");

? ? }

}

在這個示例中，Product 接口定義了 display 方法，表示產(chǎn)品的展示。ConcreteProduct 是具體的享元類，實現(xiàn)了 Product 接口，并包含一個內(nèi)部狀態(tài) name 。ProductFactory 是享元工廠類，負責(zé)創(chuàng)建和管理產(chǎn)品對象。在客戶端代碼中，通過工廠類獲取產(chǎn)品對象，并調(diào)用 display 方法展示產(chǎn)品。

通過使用享元模式，當獲取相同名稱的產(chǎn)品時，只會創(chuàng)建一個對象并進行共享，從而減少了內(nèi)存占用和對象的創(chuàng)建開銷。