享元模式（结构型）

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享元模式（结构型）

一句话总结

通过共享不可变的内部状态来复用对象，显著降低内存与创建成本。

问题与场景

需要创建大量相似对象，内存占用高。
对象大部分状态可共享，只有少量状态不同。
希望减少对象创建频率，提高性能。

模式意图

运用共享技术有效地支持大量细粒度对象，把可共享的内部状态提取出来复用。

结构图

角色与职责

享元（图标）：共享对象接口。
具体享元（缓存图标）：保存内部状态并复用。
享元工厂（图标工厂）：缓存并管理享元对象。
客户端：传入外部状态并使用享元。

协作流程

客户端向工厂请求享元。
工厂从缓存返回已有对象或创建新对象。
客户端传入外部状态进行使用。

真实业务示例：列表图标渲染复用

场景：商品列表有大量相同类型图标（热销、包邮），重复创建浪费内存。

怎么用：

图标样式作为内部状态缓存。
位置信息与商品 ID 作为外部状态传入。

为什么这样用：

图标外观相同，可共享。
外部位置不同，通过参数传入即可。

带来的收益：

显著降低对象数量与内存占用。
提升渲染性能。

代码示例（Java）

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class FlyweightDemo {
    public static void main(String[] args) {
        IconFactory factory = new IconFactory();

        Icon hot1 = factory.get("hot");
        Icon hot2 = factory.get("hot");

        hot1.render(1, 1);
        hot2.render(2, 3);
        System.out.println(hot1 == hot2);
    }

    interface Icon {
        void render(int x, int y);
    }

    static class CachedIcon implements Icon {
        private final String style; // 内部状态

        CachedIcon(String style) {
            this.style = style;
        }

        public void render(int x, int y) {
            System.out.println("渲染" + style + "图标 at (" + x + "," + y + ")");
        }
    }

    static class IconFactory {
        private final Map<String, Icon> cache = new HashMap<>();

        Icon get(String key) {
            return cache.computeIfAbsent(key, CachedIcon::new);
        }
    }
}

关键点说明：

内部状态应尽量不可变且可共享。
外部状态由客户端传入，避免共享污染。

优缺点

优点：

共享对象，显著节省内存。
降低对象创建开销。

缺点：

需要区分内部/外部状态，设计复杂。
不当共享会导致状态污染。

适用/不适用

适用：

大量细粒度对象且大部分状态可共享。
内存压力大、对象创建频繁。

不适用：

对象状态大多不可共享。
对象数量不多，优化收益不足。

常见误区

把可变状态放入共享对象，导致串数据。
缓存无限增长，缺少清理策略。
误用享元导致可读性下降。

相关模式

原型模式：原型是复制，享元是共享。
组合模式：组合组织结构，享元优化对象数量。
单例模式：单例是“唯一”，享元是“共享多个”。

小结

享元通过共享减少对象数量与内存。
关键在区分内部状态与外部状态。
适合大量相似对象的场景。
注意缓存策略与共享边界。