享元模式是一种结构型设计模式，它通过共享技术有效地支持大量细粒度对象。与单例模式相比，享元模式的主要区别在于：，，1. 单例模式只有一个实例，而享元模式可以有多个实例。，2. 单例模式的实例在整个应用程序中都是唯一的，而享元模式的实例可以根据需要进行创建和销毁。，3. 单例模式通常用于管理资源，而享元模式通常用于管理大量相似的对象。
在这篇文章中，我们将探讨一种在软件设计中广泛使用的模式——享元模式，享元模式是一种结构型设计模式，它通过共享技术有效地支持大量细粒度的对象，这种模式的主要目标是减少内存使用和提高性能，作为一名优秀的评测编程专家，我将向您详细介绍享元模式的原理、应用场景以及如何在实际项目中实现它。
让我们来了解一下享元模式的基本概念，享元模式的核心思想是将相似的对象封装成一个具有共享内部状态的类，然后通过这个类来管理这些对象，这样，当我们需要创建一个相似的新对象时，只需创建一个新的享元对象，而不是创建一个完全独立的新对象，这不仅可以节省内存空间，还可以提高程序的运行效率。
我们来看一下享元模式的具体实现，在实现享元模式时，我们需要关注以下几个关键点：
1、抽象享元类(Flyweight Class):这是定义共享内部状态的类，它通常包含一些静态方法，用于创建和管理享元对象，抽象享元类还需要实现一个内部状态复制方法(如clone()或copy()),以便在创建新的享元对象时能够复制现有对象的内部状态。
public abstract class Flyweight {
private String key;
protected String internalState;
public Flyweight(String key) {
this.key = key;
}
public String getKey() {
return key;
}
public abstract void setInternalState(String state);
public abstract String getInternalState();
public String copyInternalState() {
return new String(internalState);
}
}2、具体享元类(ConcreteFlyweight):这是实现了抽象享元类的具体类，它继承了抽象享元类，并实现了内部状态复制方法，具体享元类通常包含一些业务逻辑代码。
public class ConcreteFlyweight extends Flyweight {
private String specificState;
public ConcreteFlyweight(String key, String specificState) {
super(key);
this.specificState = specificState;
}
@Override
public void setInternalState(String state) {
internalState = specificState; // 这里可以添加一些业务逻辑代码，例如根据输入的状态更新内部状态
}
@Override
public String getInternalState() {
return specificState; // 这里可以添加一些业务逻辑代码，例如根据内部状态生成相应的输出结果
}
}3、抽象工厂(FlyweightFactory):这是负责创建和管理享元对象的工厂类，它提供了一个静态方法，用于根据给定的键值创建相应的享元对象，当需要创建一个新的享元对象时，只需调用该方法即可，抽象工厂还可以提供一个静态方法，用于获取当前系统中存在的所有享元对象，这样，我们就可以通过调用这些方法来管理和监控系统中的享元对象。
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
public abstract class FlyweightFactory {
private static Map<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();
private static AtomicInteger counter = new AtomicInteger(0);
public static Flyweight getFlyweight(String key) {
Flyweight result = flyweights.get(key);
if (result == null) {
synchronized (FlyweightFactory.class) { // 确保线程安全
result = flyweights.get(key);
if (result == null) { // 如果仍然没有找到对应的享元对象，则创建一个新的享元对象并将其添加到缓存中
result = new ConcreteFlyweight(generateKey(), generateSpecificState());
flyweights.put(key, result); // 将新创建的享元对象添加到缓存中
} else if (counter.incrementAndGet() % FLYWEIGHT_CACHE_SIZE == 0) { // 当缓存达到最大容量时，移除最旧的享元对象并从缓存中删除它
flyweights.remove(flyweights.keySet().iterator().next()); // 这里可以使用LRU算法来选择最旧的享元对象进行移除操作，但为简化起见，我们在这里直接移除第一个元素
}
}
} else if (counter.incrementAndGet() % FLYWEIGHT_CACHE_SIZE == 0) { // 当缓存达到最大容量时，移除最旧的享元对象并从缓存中删除它(与上面的代码类似)
flyweights.remove(flyweights.keySet().iterator().next()); // 这里可以使用LRU算法来选择最旧的享元对象进行移除操作，但为简化起见，我们在这里直接移除第一个元素
}
return result; // 最后返回找到或创建的享元对象实例
}
}4、具体工厂(ConcreteFlyweightFactory):这是实现了抽象工厂的具体工厂类，它可以根据具体的业务需求来创建和管理具体享元类的实例，在这个例子中，我们没有实现具体工厂类，因为我们可以直接使用抽象工厂来创建具体享元类的实例，如果您有多个具体享元类需要同时使用，那么您可以考虑使用具体工厂来简化代码。
