设计模式----Flyweight(享元)模式

设计模式----Flyweight(享元)模式

 

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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