设计模式----Flyweight(享元)模式

[align=center]设计模式----Flyweight(享元)模式[/align]
 
GOF：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
 
解释一下概念：也就是说在一个系统中如果有多个相同的对象，那么只共享一份就可以了，不必每个都去实例化一个对象。比如说（这里引用GOF书中的例子）一个文本系统，每个字母定一个对象，那么大小写字母一共就是52个，那么就要定义52个对象。如果有一个1M的文本，那么字母是何其的多，如果每个字母都定义一个对象那么内存早就爆了。那么如果要是每个字母都共享一个对象，那么就大大节约了资源。
 
在Flyweight模式中，由于要产生各种各样的对象，所以在Flyweight(享元)模式中常出现Factory模式。Flyweight的内部状态是用来共享的,Flyweight factory负责维护一个对象存储池（Flyweight Pool）来存放内部状态的对象。Flyweight模式是一个提高程序效率和性能的模式,会大大加快程序的运行速度.应用场合很多，下面举个例子：
 


先定义一个抽象的Flyweight类：




package Flyweight;




public abstract class Flyweight




...{


    public abstract void operation();


    


}//end abstract class Flyweight




在实现一个具体类：


package Flyweight;




public class ConcreteFlyweight extends Flyweight




...{


    private String string;


    


    public ConcreteFlyweight(String str)




    ...{


        string = str;


    }//end ConcreteFlyweight(...)


    


    public void operation()




    ...{


        System.out.println("Concrete---Flyweight : " + string);


    }//end operation()


    


}//end class ConcreteFlyweight




实现一个工厂方法类：


package Flyweight;




import java.util.Hashtable;




public class FlyweightFactory




...{


    private Hashtable flyweights = new Hashtable();//----------------------------1


    




    public FlyweightFactory() ...{


    }


    


    public Flyweight getFlyWeight(Object obj)




    ...{


        Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweights.get(obj);//----------------2


        




        if(flyweight == null) ...{//---------------------------------------------------3


            //产生新的ConcreteFlyweight


            flyweight = new ConcreteFlyweight((String)obj);


            flyweights.put(obj, flyweight);//--------------------------------------5


        }


        return flyweight;//---------------------------------------------------------6


    }//end GetFlyWeight(...)


    


    public int getFlyweightSize()




    ...{


        return flyweights.size();


    }


    


}//end class FlyweightFactory


这个工厂方法类非常关键，这里详细解释一下：


在1处定义了一个Hashtable用来存储各个对象；在2处选出要实例化的对象，在6处将该对象返回，如果在Hashtable中没有要选择的对象，此时变量flyweight为null，产生一个新的flyweight存储在Hashtable中，并将该对象返回。




最后看看Flyweight的调用：


package Flyweight;




import java.util.Hashtable;






public class FlyweightPattern ...{




    FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory(); 


    Flyweight fly1;


    Flyweight fly2;


    Flyweight fly3;


    Flyweight fly4;


    Flyweight fly5;


    Flyweight fly6;


    




    /** *//** Creates a new instance of FlyweightPattern */




    public FlyweightPattern() ...{


        fly1 = factory.getFlyWeight("Google");


        fly2 = factory.getFlyWeight("Qutr");


        fly3 = factory.getFlyWeight("Google");


        fly4 = factory.getFlyWeight("Google");


        fly5 = factory.getFlyWeight("Google");


        fly6 = factory.getFlyWeight("Google");


    }//end FlyweightPattern()




    public void showFlyweight()




    ...{


        fly1.operation();


        fly2.operation();


        fly3.operation();


        fly4.operation();


        fly5.operation();


        fly6.operation();


        int objSize = factory.getFlyweightSize();


        System.out.println("objSize = " + objSize);


    }//end showFlyweight()


    


    public static void main(String[] args)




    ...{


        System.out.println("The FlyWeight Pattern!");


        FlyweightPattern fp = new FlyweightPattern();


        fp.showFlyweight();


    }//end main(...)


    


}//end class FlyweightPattern




下面是运行结果：


Concrete---Flyweight : Google


Concrete---Flyweight : Qutr


Concrete---Flyweight : Google


Concrete---Flyweight : Google


Concrete---Flyweight : Google


Concrete---Flyweight : Google


objSize = 2 

 
我们定义了6个对象，其中有5个是相同的，按照Flyweight模式的定义“Google”应该共享一个对象，在实际的对象数中我们可以看出实际的对象却是只有2个。
 
下面给出一个简易的UML图：



总结：
Flyweight(享元)模式是如此的重要，因为它能帮你在一个复杂的系统中大量的节省内存空间。在GOF的书中举了文本处理的例子，我觉得非常恰当。那么，在Java中String这个类型比较特殊，为什么呢，看下面的例子：
String a = "hello";
String b = "hello";
if(a == b)
 System.out.println("OK");
else
 System.out.println("Error");
输出结果是：OK。稍有经验的人都可以看出if条件比较的是两a和b的地址，也可以说是内存空间。那么Sting的实现是不是使用了Flyweight模式呢，不得而知，到现在还没有研究过J
 

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