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。