Java享元模式基本概念整理

资源摘要信息:"java基础设计模式之享元模式" 享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，主要用于减少应用程序创建的对象数量，以减少内存占用及提高性能。享元模式通过共享技术来高效地支持大量细粒度的对象。在Java语言中，享元模式是一种常见且有用的模式，尤其是在需要处理大量对象且这些对象中存在大量共同状态的场景下。 享元模式的基本思想是将对象的状态分为内部状态和外部状态。内部状态是共享的，存储在享元内部，不会随环境变化而变化；外部状态是不可以共享的，随环境变化而变化，由客户端保存，并在需要时传给享元对象。 享元模式的主要角色包括： 1. Flyweight（享元）：这是享元模式的核心接口或抽象类，为内部状态增加方法，为外部状态提供设置方法。 2. ConcreteFlyweight（具体享元）：实现Flyweight接口或继承抽象类，并为内部状态增加存储空间。 3. FlyweightFactory（享元工厂）：负责创建并管理享元对象，它会确保合理地共享享元，当用户请求一个享元时，享元工厂对象提供一个已创建的实例或者创建一个新的实例（如果不存在的话）。 4. Client（客户端）：维持一个对享元对象的引用，并向享元工厂对象请求一个享元对象，同时，客户端需要存储和传递享元的外部状态。 在Java实现享元模式时，通常会使用一个享元池（FlyweightPool）来管理享元对象。享元池可以是一个简单的HashMap或者其他类型的集合，用于存储享元对象并提供快速访问。 享元模式的应用场景包括： - 系统中存在大量的相似或相同对象，造成内存的大量耗费。 - 对象的大部分状态可以外部状态，如果删除这些外部状态，那么可以用相对较少的共享对象取代很多组对象。 - 需要缓存池来存放大量的对象。 - 应用程序不依赖于对象标识。由于享元对象可以被共享，所以享元对象的任何标识都不重要。 享元模式的优缺点如下： 优点： - 大量的相似或相同对象实例的创建将显著减少，节约资源。 - 享元模式使用的内存不会因对象数量的增加而增加。 - 享元模式使得系统更加复杂，相对于简单的直接实例化，享元模式需要分离内部状态和外部状态，这使得程序逻辑更加复杂。 缺点： - 使得系统和程序的逻辑复杂化。 - 为了使外部状态和享元对象相匹配，可能需要很多条件语句，这可能会使系统运行时间变慢。 - 享元模式需要维护一个记录已创建的享元的享元池，这可能会占用一定的内存。 在实际开发中，享元模式的实现需要根据具体情况来设计，需要权衡内存使用和程序性能之间的关系。在一些框架和中间件中，享元模式已经被广泛应用，例如在Swing库中，所有的GUI组件都是以享元的方式实现的，以确保轻量级的GUI应用。