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在面向对象程序设计过程中，有时会面临要创建大量相同或相似对象实例的问题。创建那么多的对象将会耗费很多的系统资源，它是系统性能提高的一个瓶颈。
例如，围棋和五子棋中的黑白棋子，图像中的坐标点或颜色，局域网中的路由器、交换机和集线器，教室里的桌子和凳子等。这些对象有很多相似的地方，如果能把它们相同的部分提取出来共享，则能节省大量的系统资源，这就是享元模式的产生背景。
1. 享元模式的介绍
享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。
享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。
2. 享元模式的结构
享元模式的定义提出了两个要求，细粒度和共享对象。因为要求细粒度，所以不可避免地会使对象数量多且性质相近，此时我们就将这些对象的信息分为两个部分：内部状态和外部状态。
- 内部状态指对象共享出来的信息，存储在享元信息内部，并且不回随环境的改变而改变；
- 外部状态指对象得以依赖的一个标记，随环境的改变而改变，不可共享。
比如，连接池中的连接对象，保存在连接对象中的用户名、密码、连接URL等信息，在创建对象的时候就设置好了，不会随环境的改变而改变，这些为内部状态。而当每个连接要被回收利用时，我们需要将它标记为可用状态，这些为外部状态。
享元模式的本质是缓存共享对象，降低内存消耗。
享元模式的主要角色有如下：
- 抽象享元角色（Flyweight）：是所有的具体享元类的基类，为具体享元规范需要实现的公共接口，非享元的外部状态以参数的形式通过方法传入。
- 具体享元（Concrete Flyweight）角色：实现抽象享元角色中所规定的接口。
- 非享元（Unsharable Flyweight)角色：是不可以共享的外部状态，它以参数的形式注入具体享元的相关方法中。
- 享元工厂（Flyweight Factory）角色：负责创建和管理享元角色。当客户对象请求一个享元对象时，享元工厂检査系统中是否存在符合要求的享元对象，如果存在则提供给客户；如果不存在的话，则创建一个新的享元对象。
3. 享元模式的实现
定义非共享元角色：
package com.siyi.flyweightpattern;//非享元角色public class UnsharedConcreteFlyweight { private String info; UnsharedConcreteFlyweight(String name) { this.info = name; } public String getInfo() { return info; } public void setInfo(String info) { this.info = info; }} 定义抽象共享元：
package com.siyi.flyweightpattern;//抽象享元角色public interface Flyweight { public void operation(UnsharedConcreteFlyweight state);} 定义具体共享元：
package com.siyi.flyweightpattern;//具体享元角色public class ConcreteFlyweight implements Flyweight { private String key; ConcreteFlyweight(String key) { this.key = key; System.out.println("具体享元:" + key + "被创建！"); } @Override public void operation(UnsharedConcreteFlyweight outState) { System.out.print("具体享元" + key + "被调用，"); System.out.println("非享元信息是:" + outState.getInfo()); }} 定义共享元工厂：
package com.siyi.flyweightpattern;import java.util.HashMap;import java.util.Map;//享元工厂角色public class FlyweightFactory { private Map flyweights = new HashMap (); public Flyweight getFlyweight(String key) { Flyweight flyweight = flyweights.get(key); if (flyweight != null) { System.out.println("具体享元" + key + "已经存在，被成功获取！"); } else { flyweight = new ConcreteFlyweight(key); flyweights.put(key, flyweight); } return flyweight; }} Main方法：
package com.siyi.flyweightpattern;public class Main { public static void main(String[] args) { FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory(); Flyweight f01 = factory.getFlyweight("a"); Flyweight f02 = factory.getFlyweight("a"); Flyweight f03 = factory.getFlyweight("a"); Flyweight f11 = factory.getFlyweight("b"); Flyweight f12 = factory.getFlyweight("b"); f01.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第1次调用a。")); f02.operation(new UnsharedConcreteFlyweight("第2次调用a。")); }} 运行结果：
具体享元:a被创建！具体享元a已经存在，被成功获取！具体享元a已经存在，被成功获取！具体享元:b被创建！具体享元b已经存在，被成功获取！具体享元a被调用，非享元信息是:第1次调用a。具体享元a被调用，非享元信息是:第2次调用a。
4. 享元模式的优缺点
优点：大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。
缺点：提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。
使用场景： 1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。
注意事项： 1、注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。 2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。
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