码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

设计模式 - 享元模式

时间:2016-04-15 13:50:22      阅读:141      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:

享元模式(英语:Flyweight Pattern)是一种软件设计模式。它使用共享物件,用来尽可能减少内存使用量以及分享资讯给尽可能多的相似物件;它适合用于只是因重复而导致使用无法令人接受的大量内存的大量物件。通常物件中的部分状态是可以分享。常见做法是把它们放在外部数据结构,当需要使用时再将它们传递给享元。

定义

享元模式(FlyWeight),运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象。
 

结构

两个状态
内蕴状态存储在享元内部,不会随环境的改变而有所不同,是可以共享的
外蕴状态是不可以共享的,它随环境的改变而改变的,因此外蕴状态是由客户端来保持(因为环境的变化是由客户端引起的)。
 

UML结构图

技术分享
(1) 抽象享元角色:为具体享元角色规定了必须实现的方法,而外蕴状态就是以参数的形式通过此方法传入。在Java中可以由抽象类、接口来担当。
(2) 具体享元角色:实现抽象角色规定的方法。如果存在内蕴状态,就负责为内蕴状态提供存储空间。
(3) 享元工厂角色:负责创建和管理享元角色。要想达到共享的目的,这个角色的实现是关键!
(4) 客户端角色:维护对所有享元对象的引用,而且还需要存储对应的外蕴状态。
 

使用场景

如果一个应用程序使用了大量的对象,而这些对象造成了很大的存储开销的时候就可以考虑是否可以使用享元模式。
例如,如果发现某个对象的生成了大量细粒度的实例,并且这些实例除了几个参数外基本是相同的,如果把那些共享参数移到类外面,在方法调用时将他们传递进来,就可以通过共享大幅度单个实例的数目。
 
 

示例

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(); }

实现一个具体类:

package Flyweight;  
public class ConcreteFlyweight extends Flyweight
{  
 private String string;  
 public ConcreteFlyweight(String str){  
  string = str;  
 }  
 public void operation()  
 {  
  System.out.println("Concrete---Flyweight : " + string);  
 }  
}  

 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  
 }  
 public int getFlyweightSize(){  
  return flyweights.size();  
 }  
}  

 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");  
 }  
 public void showFlyweight(){  
  fly1.operation();  
  fly2.operation();  
  fly3.operation();  
  fly4.operation();  
  fly5.operation();  
  fly6.operation();  
  int objSize = factory.getFlyweightSize();  
  System.out.println("objSize = " + objSize);  
 }  
 public static void main(String[] args){  
  System.out.println("The FlyWeight Pattern!");  
  FlyweightPattern fp = new FlyweightPattern();  
  fp.showFlyweight();  
 }  
}  

 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。

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JAVA语言中,String类型就是使用了享元模式。String对象是final类型,对象一旦创建就不可改变。在JAVA中字符串常量都是存在常量池中的,JAVA会确保一个字符串常量在常量池中只有一个拷贝。String a="abc",其中"abc"就是一个字符串常量。

熟悉java的应该知道下面这个例子:

String a = "hello";  
String b = "hello";  
if(a == b)  
 System.out.println("OK");  
else  
 System.out.println("Error");  

 输出结果是:OK。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
核心总结,可以共享的对象,也就是说返回的同一类型的对象其实是同一实例,当客户端要求生成一个对象时,工厂会检测是否存在此对象的实例,如果存在那么直接返回此对象实例,如果不存在就创建一个并保存起来,这点有些单例模式的意思。通常工厂类会有一个集合类型的成员变量来用以保存对象,如hashtable,vector等。在java中,数据库连接池,线程池等即是用享元模式的应用。

 

 

 

 

设计模式 - 享元模式

标签:

原文地址:http://www.cnblogs.com/liujun5020/p/5394828.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!