结构型 困难
享元模式
Flyweight Pattern
运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
概述
享元模式是一种结构型设计模式，它摒弃了在每个对象中保存所有数据的方式，通过共享多个对象所共有的相同状态，让你能在有限的内存容量中载入更多对象。
适用场景
- •当需要创建大量相似对象时
- •当对象的大部分状态都可以变为外部状态时
- •当需要缓存对象以节省内存时
- •当对象的内部状态可以被多个实例共享时
优点
- +如果程序中有很多相似对象，可以节省大量内存
- +可以提取对象的外部状态，在运行时动态传递
- +减少对象创建的开销，提高性能
- +集中管理共享对象，便于维护和统计
缺点
- −可能需要牺牲执行速度来换取内存
- −代码会变得更加复杂
- −需要仔细区分内部状态和外部状态
- −线程安全问题需要考虑（共享对象的并发访问）
结构
classDiagram
class Flyweight {
<<interface>>
+operation(extrinsicState)
}
class ConcreteFlyweight {
-intrinsicState
+operation(extrinsicState)
}
class UnsharedConcreteFlyweight {
-allState
+operation(extrinsicState)
}
class FlyweightFactory {
-flyweights: Map
+getFlyweight(key) Flyweight
+getFlyweightCount() int
}
class Client {
+main()
}
Flyweight <|.. ConcreteFlyweight
Flyweight <|.. UnsharedConcreteFlyweight
FlyweightFactory o--> Flyweight : manages
Client ..> FlyweightFactory : uses
Client ..> Flyweight : uses
style Flyweight fill:#e3f2fd,stroke:#1976d2,stroke-width:2px
style ConcreteFlyweight fill:#f3e5f5,stroke:#7b1fa2,stroke-width:2px
style FlyweightFactory fill:#fff3e0,stroke:#f57c00,stroke-width:2px
style Client fill:#f5f5f5,stroke:#616161,stroke-width:1px
交互演示
共享细粒度对象，节省内存
FlyweightFactory共享池
已共享: 0 个
创建对象
Canvas
享元对象:0 个
渲染实例:0 个
节省内存:100%
生活类比
享元模式就像是现实世界中的共享资源
围棋
围棋有361个位置，但只需要黑白两种棋子。棋子的位置是外部状态，颜色是内部状态。
图书馆书籍
图书馆中同一本书有多个副本，但所有副本共享相同的书名、作者、ISBN等内部状态，而借阅者是外部状态。
文字处理器
文字处理器中的字体对象，每个字符的字体样式是内部状态（可共享），而字符位置和内容是外部状态。
代码实现
Example.java
实际应用
Java String Pool
Java 的字符串常量池是享元模式的典型应用。相同的字符串字面量会被复用，节省内存。
Example.java
数据库连接池
数据库连接池使用享元模式管理数据库连接，复用连接对象以减少创建开销。
Example.java
游戏开发中的粒子系统
游戏中的粒子效果（如火焰、烟雾）使用享元模式共享粒子的纹理和属性数据。
Example.java
练习
1
享元模式的主要目的是什么？
2
在享元模式中，以下哪项属于内部状态（Intrinsic State）？
3