享元模式（Flyweight Pattern）
享元模式是一种软件设计模式，其核心思想是通过共享技术来支持大量细粒度对象的复用，以减少内存使用量并提高性能。在享元模式中，对象被分为内部状态和外部状态两种类型。内部状态是对象的共享部分，不会随环境的改变而改变；而外部状态则是对象的可变部分，随环境的改变而改变。
享元模式的应用
- 使用场景：
- 当一个应用程序使用了大量的对象，而这些对象造成了很大的存储开销时，可以考虑使用享元模式。
- 在需要创建大量相似对象的场景，如图像处理或游戏开发中的角色对象，享元模式特别适用。
- 角色组成：
- 抽象享元角色（Flyweight）：定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。
- 具体享元角色（Concrete Flyweight）：实现抽象享元角色所定义的业务，内部状态处理应与环境无关。
- 享元工厂（Flyweight Factory）：负责管理享元对象池和创建享元对象。
- 客户端角色：维护对所有享元对象的引用，同时存储对应的外部状态。
- 内部状态与外部状态：
- 内部状态：指对象共享出来的信息，存储在享元对象内部并且不会随环境的改变而改变。例如，在文书处理器中以图形结构表示字符时，字符的字型外观、字模metrics等可以视为内部状态，这些信息可以被多个字符共享。
- 外部状态：指对象得以依赖的一个标记，是随环境改变而改变的，不可共享的状态。在享元模式中，外部状态由客户端来保持。
- 应用案例：
- 在文书处理器中，字符的显示可以通过享元模式来实现。每个字符参照一个共享的字形物件，而只有字符在文件中或页面中的位置信息需要另外储存。这样可以大幅度减少内存的使用量。
- 在Java程序中，对于大量的“细颗粒度”对象（如整数），通过整数的包装类（如Integer）的缓存机制（当整数值在-128到127之间时，Java会缓存这些对象），实现了享元模式的应用。
- 优缺点：
- 优点：减少了对象的数量，降低了内存消耗，提高了程序的性能和效率。
- 缺点：增加了系统的复杂性，因为需要区分内部状态和外部状态，并且需要设计额外的数据结构来存储和管理这些状态。
总结来说，享元模式是一种非常实用的软件设计模式，它通过共享技术来支持大量细粒度对象的复用，从而减少了内存使用量并提高了性能。在需要创建大量相似对象的场景中，享元模式能够显著地提高程序的性能和效率。
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