概述
定义：
运用共享技术来有效地支持大量细粒度对象的复用。它通过共享已经存在的对象来大幅度减少需要创建的对象数量、避免大量相似对象的开销，从而提高系统资源的利用率。
享元模式是对象池的一种实现。类似于线程池，线程池可以避免不停的创建和销毁多个对象，消耗性能。
宗旨：共享细粒度对象，将多个对同一对象的访问集中起来
结构
享元（Flyweight ）模式中存在以下两种状态：
- 内部状态，即不会随着环境的改变而改变的可共享部分。
- 外部状态，指随环境改变而改变的不可以共享的部分。享元模式的实现要领就是区分应用中的这两种状态，并将外部状态外部化。
享元模式的主要有以下角色：
抽象享元角色（Flyweight）：通常是一个接口或抽象类，在抽象享元类中声明了具体享元类公共的方法，这些方法可以向外界提供享元对象的内部数据（内部状态），同时也可以通过这些方法来设置外部数据（外部状态）。
具体享元（Concrete Flyweight）角色 ：它实现了抽象享元类，称为享元对象；在具体享元类中为内部状态提供了存储空间。通常我们可以结合单例模式来设计具体享元类，为每一个具体享元类提供唯一的享元对象。
非享元（Unsharable Flyweight)角色 ：并不是所有的抽象享元类的子类都需要被共享，不能被共享的子类可设计为非共享具体享元类；当需要一个非共享具体享元类的对象时可以直接通过实例化创建。
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。
案例实现
【例】俄罗斯方块
下面的图片是众所周知的俄罗斯方块中的一个个方块，如果在俄罗斯方块这个游戏中，每个不同的方块都是一个实例对象，这些对象就要占用很多的内存空间，下面利用享元模式进行实现。
先来看类图：
代码如下：
俄罗斯方块有不同的形状，我们可以对这些形状向上抽取出AbstractBox，用来定义共性的属性和行为。
public abstract class AbstractBox {
public abstract String getShape();
public void display(String color) {
System.out.println("方块形状：" + this.getShape() + " 颜色：" + color);
}
}接下来就是定义不同的形状了，IBox类、LBox类、OBox类等。
public class IBox extends AbstractBox {
@Override
public String getShape() {
return "I";
}
}
public class LBox extends AbstractBox {
@Override
public String getShape() {
return "L";
}
}
public class OBox extends AbstractBox {
@Override
public String getShape() {
return "O";
}
}提供了一个工厂类（BoxFactory），用来管理享元对象（也就是AbstractBox子类对象），该工厂类对象只需要一个，所以可以使用单例模式。并给工厂类提供一个获取形状的方法。
public class BoxFactory {
private static HashMap<String, AbstractBox> map;
private BoxFactory() {
map = new HashMap<String, AbstractBox>();
AbstractBox iBox = new IBox();
AbstractBox lBox = new LBox();
AbstractBox oBox = new OBox();
map.put("I", iBox);
map.put("L", lBox);
map.put("O", oBox);
}
public static final BoxFactory getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
private static class SingletonHolder {
private static final BoxFactory INSTANCE = new BoxFactory();
}
public AbstractBox getBox(String key) {
return map.get(key);
}
}优缺点和使用场景
1，优点
极大减少内存中相似或相同对象数量，节约系统资源，提供系统性能
享元模式中的外部状态相对独立，且不影响内部状态
2，缺点：
为了使对象可以共享，需要将享元对象的部分状态外部化，分离内部状态和外部状态，使程序逻辑复杂
3，使用场景：
一个系统有大量相同或者相似的对象，造成内存的大量耗费。
对象的大部分状态都可以外部化，可以将这些外部状态传入对象中。
在使用享元模式时需要维护一个存储享元对象的享元池，而这需要耗费一定的系统资源，因此，应当在需要多次重复使用享元对象时才值得使用享元模式。
享元模式和其它模式的区别
享元模式和代理模式
目的不同：享元模式的目的是共享对象，减少内存中重复对象的总数。例如，一个文本编辑器中有1000个字符“A”，通过享元模式，这1000个“A”可以共享同一个字符对象，从而极大节省内存。而代理模式的目的则是控制访问，它像一个“门卫”或“中介”，在客户端和真实对象之间加了一层，用于实现延迟加载、权限控制、日志记录等功能。比如，一个图片的虚拟代理可以延迟加载大图片，直到真正需要显示时才创建真实对象
对象管理方式不同：享元模式的核心是一个享元工厂（如
CharacterFactory），它维护一个对象池（享元池）。当客户端请求一个对象时，工厂会检查池中是否存在具有相同内部状态的对象。如果有，则直接返回已有对象；如果没有，则创建一个新对象并放入池中，再返回。代理模式则通常由代理对象持有对真实对象的引用。代理对象与真实对象实现相同的接口，客户端通过代理来间接访问真实对象，代理在访问前后可以执行额外逻辑
享元模式和单例模式
一般来说，在实现享元模式时，都会用到单例模式。但这俩存在本质区别
- 目的不同：享元模式的目的是支持大量细粒度对象的共享，以优化内存使用。而单例模式的目的是确保一个类只有一个实例，并提供对该实例的全局访问点，它更侧重于实例的唯一性控制，而非内存优化。
- 实例数量：这是最直观的区别。单例模式确保一个类在任何时候都只有一个实例。享元模式则允许一个类有多个实例，但这些实例会被大量重复使用。享元工厂中缓存的是多个不同的享元对象，例如，字符“A”是一个实例，字符“B”是另一个实例，它们都被多次共享使用
源码解析
Integer
Integer类使用了享元模式。我们先看下面的例子：
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Integer i1 = 127;
Integer i2 = 127;
System.out.println("i1和i2对象是否是同一个对象？" + (i1 == i2));
Integer i3 = 128;
Integer i4 = 128;
System.out.println("i3和i4对象是否是同一个对象？" + (i3 == i4));
}
}运行上面代码，结果如下：
为什么第一个输出语句输出的是true，第二个输出语句输出的是false？通过反编译软件进行反编译，代码如下：
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Integer i1 = Integer.valueOf((int)127);
Integer i2 Integer.valueOf((int)127);
System.out.println((String)new StringBuilder().append((String)"i1\u548ci2\u5bf9\u8c61\u662f\u5426\u662f\u540c\u4e00\u4e2a\u5bf9\u8c61\uff1f").append((boolean)(i1 == i2)).toString());
Integer i3 = Integer.valueOf((int)128);
Integer i4 = Integer.valueOf((int)128);
System.out.println((String)new StringBuilder().append((String)"i3\u548ci4\u5bf9\u8c61\u662f\u5426\u662f\u540c\u4e00\u4e2a\u5bf9\u8c61\uff1f").append((boolean)(i3 == i4)).toString());
}
}上面代码可以看到，直接给Integer类型的变量赋值基本数据类型数据的操作底层使用的是 valueOf() ，所以只需要看该方法即可
public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
private static class IntegerCache {
static final int low = -128;
static final int high;
static final Integer cache[];
static {
int h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
try {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
} catch( NumberFormatException nfe) {
}
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);
// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
assert IntegerCache.high >= 127;
}
private IntegerCache() {}
}
}可以看到 Integer 默认先创建并缓存 -128 ~ 127 之间数的 Integer 对象，当调用 valueOf 时如果参数在 -128 ~ 127 之间则计算下标并从缓存中返回，否则创建一个新的 Integer 对象。
String
字符串常量池 也是享元模式的一种体现
public class StringPoolDemo {
public static void main(String[] args) {
// 方式一：使用字面量创建（享元模式生效）
String s1 = "hello";
String s2 = "hello";
// 方式二：使用 new 关键字创建（强制在堆上创建新对象）
String s3 = new String("hello");
String s4 = new String("hello");
// 比较引用地址
System.out.println(s1 == s2); // 输出 true：s1和s2指向常量池中的同一个对象
System.out.println(s1 == s3); // 输出 false：s1在池中，s3在堆中，是不同的对象
System.out.println(s3 == s4); // 输出 false：s3和s4在堆中是两个不同的对象
// 使用 intern() 方法将字符串显式加入常量池
String s5 = s3.intern(); // 将s3对应的"hello"放入池（如果池中还没有的话）并返回池中引用
System.out.println(s1 == s5); // 输出 true：s5返回的是池中已存在的"hello"的引用
}
}