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java 享元模式  

2014-03-12 19:30:53|  分类: Java |  标签: |举报 |字号 订阅

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 Flyweight在拳击比赛中指最轻量级,即“蝇量级”或“雨量级”,这里选择使用“享元模式”的意译,是因为这样更能反映模式的用意。享元模式是对象的结构模式。享元模式以共享的方式高效地支持大量的细粒度对象。


Java中的String类型

  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。

复制代码
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        
        String a = "abc";
        String b = "abc";
        System.out.println(a==b);
        
    }
}
复制代码

  上面的例子中结果为:true ,这就说明a和b两个引用都指向了常量池中的同一个字符串常量"abc"。这样的设计避免了在创建N多相同对象时所产生的不必要的大量的资源消耗。


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:


java设计模式之享元模式 - tzj163 - 老狼


  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。

 

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。

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