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[转载]设计模式袖珍版nbsp;连续转载之nbsp;-nbsp;Flyweight(享元)

原创 Linux操作系统 作者:dinner1007 时间:2019-05-04 18:00:05 0 删除 编辑
设计模式袖珍版nbsp;连续转载之nbsp;-nbsp;Flyweight(享元)
原作:fanix

Flyweight定义:
避免大量拥有相同内容的小类的开销(如耗费内存),使大家共享一个类(元类).

为什么使用?
面 向对象语言的原则就是一切都是对象,但是如果真正使用起来,有时对象数可能显得很庞大,比如,字处理软件,如果以每个文字都作为一个对象,几千个字,对象 数就是几千,无疑耗费内存,那么我们还是要"求同存异",找出这些对象群的共同点,设计一个元类,封装可以被共享的类,另外,还有一些特性是取决于应用 (context),是不可共享的,这也Flyweight中两个重要概念内部状态intrinsic和外部状态extrinsic之分.

说 白点,就是先捏一个的原始模型,然后随着不同场合和环境,再产生各具特征的具体模型,很显然,在这里需要产生不同的新对象,所以Flyweight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Flyweight pool (模式池)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:比如你要从一个数据库中读取一系列字符串,这些字符串中有许多是重复的,那么我们可以将这些字符串储存在Flyweight池(pool)中.

如何使用?


我们先从Flyweight抽象接口开始:

程序代码:

  1. public interface Flyweight
  2. {
  3.   public void operation( ExtrinsicState state );
  4. }
  5. //用于本模式的抽象数据类型(自行设计)
  6. public interface ExtrinsicState { }



下 面是接口的具体实现(ConcreteFlyweight) ,并为内部状态增加内存空间, ConcreteFlyweight必须是可共享的,它保存 的任何状态都必须是内部(intrinsic),也就是说,ConcreteFlyweight必须和它的应用环境场合无关.
程序代码:

  1. public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
  2.   private IntrinsicState state;
  3.   
  4.   public void operation( ExtrinsicState state )
  5.   {
  6.       //具体操作
  7.   }
  8. }



当然,并不是所有的Flyweight具体实现子类都需要被共享的,所以还有另外一种不共享的ConcreteFlyweight:
程序代码:

  1. public class UnsharedConcreteFlyweight implements Flyweight {
  2.   public void operation( ExtrinsicState state ) { }
  3. }


Flyweight factory 负责维护一个Flyweight池(存放内部状态),当客户端请求一个共享Flyweight时,这个factory首先搜索池中是否已经有可适用的,如 果有,factory只是简单返回送出这个对象,否则,创建一个新的对象,加入到池中,再返回送出这个对象.池

程序代码:

  1. public class FlyweightFactory {
  2.   //Flyweight pool
  3.   private Hashtable flyweights = new Hashtable();
  4.   public Flyweight getFlyweight( Object key ) {
  5.     Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweights.get(key);
  6.     if( flyweight == null ) {
  7.       //产生新的ConcreteFlyweight
  8.       flyweight = new ConcreteFlyweight();
  9.       flyweights.put( key, flyweight );
  10.     }
  11.     return flyweight;
  12.   }
  13. }


至此,Flyweight模式的基本框架已经就绪,我们看看如何调用:
程序代码:

  1. FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
  2. Flyweight fly1 = factory.getFlyweight( "Fred" );
  3. Flyweight fly2 = factory.getFlyweight( "Wilma" );
  4. ......


从调用上看,好象是个纯粹的Factory使用,但奥妙就在于Factory的内部设计上.

Flyweight模式在XML等数据源中应用
我们上面已经提到,当大量从数据源中读取字符串,其中肯定有重复的,那么我们使用Flyweight模式可以提高效率,以唱片CD为例,在一个XML文件中,存放了多个CD的资料.

每个CD有三个字段:
1.出片日期(year)
2.歌唱者姓名等信息(artist)
3.唱片曲目 (title)

其中,歌唱者姓名有可能重复,也就是说,可能有同一个演唱者的多个不同时期 不同曲目的CD.我们将"歌唱者姓名"作为可共享的ConcreteFlyweight.其他两个字段作为UnsharedConcreteFlyweight.

首先看看数据源XML文件的内容:

程序代码:






Another Green World
1978
Eno, Brian




Greatest Hits
1950
Holiday, Billie




Taking Tiger Mountain (by strategy)
1977
Eno, Brian



.......






虽然上面举例CD只有3张,CD可看成是大量重复的小类,因为其中成分只有三个字段,而且有重复的(歌唱者姓名).

CD就是类似上面接口 Flyweight:

程序代码:

  1. public class CD {
  2.   private String title;
  3.   private int year;
  4.   private Artist artist;
  5.   public String getTitle() {  return title; }
  6.   public int getYear() {    return year;  }
  7.   public Artist getArtist() {    return artist;  }
  8.   public void setTitle(String t){    title = t;}
  9.   public void setYear(int y){year = y;}
  10.   public void setArtist(Artist a){artist = a;}
  11. }


将"歌唱者姓名"作为可共享的ConcreteFlyweight:
程序代码:

  1. public class Artist {
  2.   //内部状态
  3.   private String name;
  4.   // note that Artist is immutable.
  5.   String getName(){return name;}
  6.   Artist(String n){
  7.     name = n;
  8.   }
  9. }



再看看Flyweight factory,专门用来制造上面的可共享的ConcreteFlyweight:Artist
程序代码:

  1. public class ArtistFactory {
  2.   Hashtable pool = new Hashtable();
  3.   Artist getArtist(String key){
  4.     Artist result;
  5.     result = (Artist)pool.get(key);
  6.     ////产生新的Artist
  7.     if(result == null) {
  8.       result = new Artist(key);
  9.       pool.put(key,result);
  10.       
  11.     }
  12.     return result;
  13.   }
  14. }



当你有几千张甚至更多CD时,Flyweight模式将节省更多空间,共享的flyweight越多,空间节省也就越大.

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