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JAVA设计模式之享元模式

liudehua5555 分享于 2015-04-30

推荐:【Java设计模式】设计模式之命令模式

模式结构 Command: 定义命令的接口,声明执行的方法。 ConcreteCommand: 命令接口实现对象,是“虚”的实现;通常会持有接收者,并调用接收者的功能来完成命令

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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:

[java]  view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. package Flyweight;  
  2. public abstract class Flyweight{  
  3.  public abstract void operation();  
  4. }  

实现一个具体类:

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  1. package Flyweight;  
  2. public class ConcreteFlyweight extends Flyweight{  
  3.  private String string;  
  4.  public ConcreteFlyweight(String str){  
  5.   string = str;  
  6.  }  
  7.  public void operation()  
  8.  {  
  9.   System.out.println("Concrete---Flyweight : " + string);  
  10.  }  
  11. }  

实现一个工厂方法类:

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  1. package Flyweight;  
  2. import java.util.Hashtable;  
  3. public class FlyweightFactory{  
  4.  private Hashtable flyweights = new Hashtable();//----------------------------1  
  5.  public FlyweightFactory(){}  
  6.  public Flyweight getFlyWeight(Object obj){  
  7.   Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweights.get(obj);//----------------2  
  8.   if(flyweight == null){//---------------------------------------------------3  
  9.    //产生新的ConcreteFlyweight  
  10.    flyweight = new ConcreteFlyweight((String)obj);  
  11.    flyweights.put(obj, flyweight);//--------------------------------------5  
  12.   }  
  13.   return flyweight;//---------------------------------------------------------6  
  14.  }  
  15.  public int getFlyweightSize(){  
  16.   return flyweights.size();  
  17.  }  
  18. }  

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:

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  1. package Flyweight;  
  2. import java.util.Hashtable;  
  3. public class FlyweightPattern{  
  4.  FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();   
  5.  Flyweight fly1;  
  6.  Flyweight fly2;  
  7.  Flyweight fly3;  
  8.  Flyweight fly4;  
  9.  Flyweight fly5;  
  10.  Flyweight fly6;  
  11.  /** *//** Creates a new instance of FlyweightPattern */  
  12.  public FlyweightPattern(){  
  13.   fly1 = factory.getFlyWeight("Google");  
  14.   fly2 = factory.getFlyWeight("Qutr");  
  15.   fly3 = factory.getFlyWeight("Google");  
  16.   fly4 = factory.getFlyWeight("Google");  
  17.   fly5 = factory.getFlyWeight("Google");  
  18.   fly6 = factory.getFlyWeight("Google");  
  19.  }  
  20.  public void showFlyweight(){  
  21.   fly1.operation();  
  22.   fly2.operation();  
  23.   fly3.operation();  
  24.   fly4.operation();  
  25.   fly5.operation();  
  26.   fly6.operation();  
  27.   int objSize = factory.getFlyweightSize();  
  28.   System.out.println("objSize = " + objSize);  
  29.  }  
  30.  public static void main(String[] args){  
  31.   System.out.println("The FlyWeight Pattern!");  
  32.   FlyweightPattern fp = new FlyweightPattern();  
  33.   fp.showFlyweight();  
  34.  }  
  35. }  


下面是运行结果:

[java]  view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. Concrete---Flyweight : Google  
  2. Concrete---Flyweight : Qutr  
  3. Concrete---Flyweight : Google  
  4. Concrete---Flyweight : Google  
  5. Concrete---Flyweight : Google  
  6. Concrete---Flyweight : Google  
  7. 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。

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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:

[java]  view plain copy print ? 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. String a = "hello";  
  2. String b = "hello";  
  3. if(a == b)  
  4.  System.out.println("OK");  
  5. else  
  6.  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。

 

作者:jason0539

微博:http://weibo.com/2553717707

博客:http://blog.csdn.net/jason0539(转载请说明出处)

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