Java设计模式(5)共享模式/享元模式(Flyweight模式)
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)。
为什么使用共享模式/享元模式
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。
如何使用共享模式/享元模式
我们先从Flyweight抽象接口开始:
public interface Flyweight{
public void operation( ExtrinsicState state );
}
//用于本模式的抽象数据类型(自行设计)
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。
public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
private IntrinsicState state;
public void operation( ExtrinsicState state ){
//具体操作
}
}
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:
public class UnsharedConcreteFlyweight implements Flyweight {
public void operation( ExtrinsicState state ) { }
}
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。
public class FlyweightFactory {
//Flyweight pool
private Hashtable flyweights = new Hashtable();
public Flyweight getFlyweight( Object key ) {
Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweights.get(key);
if( flyweight == null ) {
//产生新的ConcreteFlyweight
flyweight = new ConcreteFlyweight();
flyweights.put( key, flyweight );
}
return flyweight;
}
}
至此,Flyweight模式的基本框架已经就绪,我们看看如何调用:
FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
Flyweight fly1 = factory.getFlyweight( "Fred" );
Flyweight fly2 = factory.getFlyweight( "Wilma" );
......
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:
- 出片日期(year)
- 歌唱者姓名等信息(artist)
- 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:
<?xml version="1.0"?>
<collection> <cd>
<title>Another Green World</title>
<year>1978</year>
<artist>Eno, Brian</artist>
</cd> <cd>
<title>Greatest Hits</title>
<year>1950</year>
<artist>Holiday, Billie</artist>
</cd> <cd>
<title>Taking Tiger Mountain (by strategy)</title>
<year>1977</year>
<artist>Eno, Brian</artist>
</cd>
....... </collection>
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:
public class CD {
private String title;
private int year;
private Artist artist; public String getTitle() {return title;}
public int getYear() {return year;}
public Artist getArtist() {return artist;} public void setTitle(String t){title = t;}
public void setYear(int y){year = y;}
public void setArtist(Artist a){artist = a;}
}
将"歌唱者姓名"作为可共享的ConcreteFlyweight:
public class Artist {
//内部状态
private String name; // note that Artist is immutable.
String getName(){return name;} Artist(String n){
name = n;
}
}
再看看Flyweight factory,专门用来制造上面的可共享的ConcreteFlyweight:Artist
public class ArtistFactory {
Hashtable pool = new Hashtable();
Artist getArtist(String key){
Artist result;
result = (Artist)pool.get(key);
////产生新的Artist
if(result == null) {
result = new Artist(key);
pool.put(key,result);
}
return result;
}
}
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。
系列文章:
Java设计模式(5)共享模式/享元模式(Flyweight模式)
Java设计模式(14)责任链模式(Chain of Responsibility模式)
Java设计模式(17)解释器模式(Interpreter模式)
最新文章
- 特殊的数据类型: bit、sql_variant、sysname
- ionic蓝牙用法
- RDBMS DML DDL
- Android 内存分析
- Wordpress固定链接设置
- Unity3D ShaderLab 立方体图的反射遮罩
- Windows Azure - App Services
- SCRUM报告(一)
- 在WinForm编程中犯的一些错误
- BUILD_BUG_ON 的解释
- android ellipsize 属性详解
- iOS学习基本常识
- ARM裸机开发中内存管理库RT_HEAP的使用
- OC/Swift/C/C++混合使用的编程姿势
- Redis【入门】就这一篇!
- OCR识别
- 【CSS】按钮的禁用与可用 CSS Cursor 属性
- Java核心技术卷一 &#183; 笔记(1)
- Oracle学习——dmp文件(表)导入与导出
- EUV光刻!宇宙最强DDR4内存造出
热门文章
- 使用C# 链接 Mysql 显示??? 乱码 的解决方案
- Tomcat7环境下面MySQL 56/Oracle数据库连接池的配置
- sql 优化 -- sql中的自定函数
- 关于第三方cookie的作用域以及针对用户行为的使用
- 一文读懂Redis持久化
- psycopg使用
- mybatis逆向工程自动生成实体类、接口以及映射Mapper.xml配置文件
- LeetCode: Largest Rectangle in Histogram 解题报告
- LeetCode: Balanced Binary Tree 解题报告
- mysql 添加外键时 error 150 问题总汇