享元模式是一種結構型設計模式，主要通過共享技術有效地減少大量細粒度對象的復用，以減少內存占用和提高性能。由于享元模式要求能夠共享的對象必須是細粒度對象，因此它又稱為輕量級模式。

Flyweight is a structural pattern, which effectively reduces the reuse of a large number of fine-grained objects through sharing technology to reduce memory consumption and improve performance. Since the flyweight pattern requires that objects that can be shared must be fine-grained objects, it is also called lightweight mode.  

結構設計

Flyweight: 抽象享元類，包含原始對象中部分能在多個對象中共享的狀態(tài)。 同一享元對象可在許多不同情景中使用。 享元中存儲的狀態(tài)被稱為 “內在狀態(tài)”。 傳遞給享元方法的狀態(tài)被稱為 “外在狀態(tài)”。
ConcreteFlyweight: 具體享元類，實現(xiàn)享元接口，并為內部狀態(tài)(如果存在的話)增加存儲空間。
UnsharedConcreteFlyweight: 非共享具體享元類，抽象享元類使共享成為可能，但并不強制共享。
FlyweightFactory: 享元工廠類， 享元工廠會對已有享元的緩存池進行管理。 有了工廠后， 客戶端就無需直接創(chuàng)建享元， 它們只需調用工廠并向其傳遞目標享元的一些內在狀態(tài)即可。 工廠會根據參數在之前已創(chuàng)建的享元中進行查找， 如果找到滿足條件的享元就將其返回； 如果沒有找到就根據參數新建享元。
享元模式類圖表示如下：

偽代碼實現(xiàn)

接下來將使用代碼介紹下享元模式的實現(xiàn)。

// 1、抽象享元類，存儲的狀態(tài)被稱為 "內在狀態(tài)"。 傳遞給享元方法的狀態(tài)被稱為 "外在狀態(tài)"
public abstract class Flyweight {private String intrinsic;protected String extrinsic;public Flyweight(String extrinsic) {this.extrinsic = extrinsic;}public abstract void operation(String extrinsic);
}
// 2、具體享元類，實現(xiàn)享元接口
public class ConcreteFlyweight extends Flyweight {public ConcreteFlyweight(String extrinsic) {super(extrinsic);}@Overridepublic void operation(String extrinsic) {System.out.println("do some thing in the concrete flyweight instance");}
}
// 3、非共享具體享元類，抽象享元類使共享成為可能，但并不強制共享  
public class UnsharedConcreteFlyweight extends Flyweight {public UnsharedConcreteFlyweight(String extrinsic) {super(extrinsic);}@Overridepublic void operation(String extrinsic) {System.out.println("do some thing in the unshared concrete flyweight instance");}
}
// 4、享元工廠類， 享元工廠會對已有享元的緩存池進行管理。 有了工廠后， 客戶端就無需直接創(chuàng)建享元，
// 它們只需調用工廠并向其傳遞目標享元的一些狀態(tài)即可  
public class FlyweightFactory {private static final Map<String, Flyweight> pool = new HashMap<>();public static Flyweight getFlyweight(String extrinsic) {Flyweight flyweight = pool.get(extrinsic);if (flyweight == null) {flyweight = new ConcreteFlyweight(extrinsic);pool.put(extrinsic, flyweight);System.out.println("put a fly weight instance to the pool");}return flyweight;}
}
// 5、客戶端調用
public class FlyweightClient {public void test() {// 從享元工廠獲取享元類Flyweight flyweight1 = FlyweightFactory.getFlyweight("one");// 執(zhí)行享元方法flyweight1.operation("one");// 從享元工廠獲取重復享元類(直接從緩存池獲取)Flyweight flyweight2 = FlyweightFactory.getFlyweight("one");flyweight2.operation("one");// 獲取非共享享元子類Flyweight unsharedConcreteFlyweight = new UnsharedConcreteFlyweight("two");unsharedConcreteFlyweight.operation("two");}
}

適用場景

在以下情況下可以考慮使用享元模式：
(1) 一個系統(tǒng)有大量相同或者相似的對象，由于這類對象的大量使用，造成內存的大量耗費。
應用該模式所獲的收益大小取決于使用它的方式和情景。它在下列情況中最有效：
程序需要生成數量巨大的相似對象
這將耗盡目標設備的所有內存
對象中包含可抽取且能在多個對象間共享的重復狀態(tài)
(2) 對象的大部分狀態(tài)都可以外部化，可以將這些外部狀態(tài)傳入對象中。
使用享元模式需要維護一個存儲享元對象的享元池，而這需要耗費資源，因此，應當在多次重復使用享元對象時才值得使用享元模式。

優(yōu)缺點

享元模式有以下優(yōu)點：
(1) 節(jié)省內存。享元模式的優(yōu)點在于它可以極大減少內存中對象的數量，使得相同對象或相似對象在內存中只保存一份。如果程序中有很多相似對象，那么可以考慮使用該模式
(2) 享元模式的外部狀態(tài)相對獨立，而且不會影響其內部狀態(tài)，從而使得享元對象可以在不同的環(huán)境中被共享
但是享元模式也存在以下缺點：
(1) 可能需要犧牲執(zhí)行速度來換取內存，為了使對象可以共享，享元模式需要將享元對象的狀態(tài)外部化，而讀取外部狀態(tài)使得運行時間變長。
(2) 代碼會變得更加復雜。 需要分離出內部狀態(tài)和外部狀態(tài)，這使得程序的邏輯復雜化

參考

《設計模式 可復用面向對象軟件的基礎》 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides 著, 李英軍, 馬曉星等譯
https://design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/latest/structural_patterns/flyweight.html 享元模式
https://refactoringguru.cn/design-patterns/flyweight 享元模式
https://www.runoob.com/design-pattern/flyweight-pattern.html 享元模式
https://www.cnblogs.com/adamjwh/p/9070107.html 簡說設計模式——享元模式
https://blog.csdn.net/ShuSheng0007/article/details/116424138 秒懂設計模式之享元模式