设计模式：享元（FlyWeight）模式

设计模式：享元（FlyWeight）模式

一、前言

    享元（FlyWeight）模式顾名思义，既是轻量级的，原因就是享元，共享元素，这里的元素指的是对象。如何共享对象，那就是在检测对象产生的时候，如果产生的是同一个对象，那么直接使用已经产生的，听起来很像是单例模式，其实享元模式的内部实现就是很类似与单例模式的懒汉模式。享元的好处就是，在某些场景下可以节省内存，从而使得程序的性能得到提升。

    那么到底什么对象是可以共享的呢？！比如操作系统安装的时候就已经自动保存的图标、字体等等东西，这些东西是可以共享的，我们可以拿来直接使用，比如说word上面的字体，这些都是享元，因为不会发生改变，属于intrinsic（固有的，内在的，本质的），而有的对象是不能共享的，被称为extrinsic（外在的），本例之中自己使用TXT文档创建了几个字体，分别表示0,1,2...然后使用程序读取这些字体生成一个对象，这样的对象不能改变，因此可以用来共享。学过计算机高级结构的都知道，共享的内存一定要保证一致性，发生改变的时候也同步更新，而这里的享元从始至终都没有发生过改变，因此可以作为共享变量。

二、代码

 文本文件：

 BigChar类：（单个字符所表达的类）

 package zyr.dp.flyweight;

 import java.io.BufferedReader;
 import java.io.FileNotFoundException;
 import java.io.FileReader;
 import java.io.IOException;

 public class BigChar {

     private char charname;
     private String frontData;
     public BigChar(char charname){
         this.charname=charname;
         try {
             BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("big"+charname+".txt"));
             StringBuffer sb=new StringBuffer();
             String line;
             while((line=br.readLine())!=null){
                 sb.append(line+"\n");
             }
             br.close();
             frontData=sb.toString();
         } catch (FileNotFoundException e) {
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         }
     }
     public void print(){
         System.out.println(frontData);
     }
 }

BigCharFactory 类：

 package zyr.dp.flyweight;

 import java.util.HashMap;

 public class BigCharFactory {

     private HashMap pool=new HashMap();

     private static BigCharFactory bigCharFactory=new BigCharFactory();

     private BigCharFactory(){

     }

     public static BigCharFactory getInstance(){
         return bigCharFactory;
     }

     public synchronized BigChar getBigChar(char name){
         BigChar bigchar=(BigChar)pool.get(""+name);
         if(bigchar==null){
             bigchar=new BigChar(name);
             pool.put(""+name, bigchar);
         }
         return bigchar;
     }
     public  BigChar getBigCharNotUsed(char name){
         return new BigChar(name);
     }

 }

 BigString类：

 package zyr.dp.flyweight;

 public class BigString {

     private BigChar [] bigchars;
     public BigString(String word,boolean isUsed){
         if(isUsed == true){
             bigchars=new BigChar[word.length()];
             BigCharFactory bf=BigCharFactory.getInstance();
             for(int i=0;i<word.length();i++){
                 bigchars[i]=bf.getBigChar(word.charAt(i));
             }
         }else{
             bigchars=new BigChar[word.length()];
             BigCharFactory bf=BigCharFactory.getInstance();
             for(int i=0;i<word.length();i++){
                 bigchars[i]=bf.getBigCharNotUsed(word.charAt(i));
             }
         }
     }

     public void print(){
         for(int i=0;i<bigchars.length;i++){
             bigchars[i].print();
         }
     }
 }

 Main类：

 package zyr.dp.flyweight;

 public class Main {

     public static void main(String[] args) {
         String name="221100";
         testMemory( name, false);
         testMemory( name, true);
     }
     public static void testMemory(String name,boolean isUsed){
         System.out.println("是否使用轻量级："+isUsed);
         BigString bs=new BigString(name,isUsed);
         bs.print();
         countMemory();
         System.out.println("=================");
     }
     public static void countMemory(){
         Runtime.getRuntime().gc();
         System.out.println("已使用内存:"+(Runtime.getRuntime().totalMemory()-Runtime.getRuntime().freeMemory()));
     }
 }

运行结果：

是否使用轻量级：false
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已使用内存:879440
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是否使用轻量级：true
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已使用内存:876928
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运行结果

三、总结

   在我们的程序中，使用了单例模式，同时为了享元，我们使用了类似于单例模式中的懒汉模式，加入synchronized是为了防止多线程中出现误入，当然在本例中是没有多线程的，加不加锁无所谓。同时，我们对比了没有使用享元的例子，（对比之前先启动GC回收一次内存）可以发现所占用的内存空间，明显使用了享元的占用的内存小，而没有使用享元的占用的内存多。并且这里我们要注意垃圾回收机制，在工厂类中，使用了HashMap来将BigChar对象保存起来，这样就形成了一个DAC（有向无环图），只要pool变量不被释放，我们使用的共享单元是不会被释放的。这样就保证了BigChar对象数组不被释放，在使用享元模式的时候一定要特别注意这种情况，因为垃圾回收器（GC）在内存占用过多的时候被唤醒，然后清理那些被再被使用的内存，采用的方式就是DAC。

  程序代码