【轉(zhuǎn)】設(shè)計(jì)模式之Flyweight(享元)
Posted on 2012-07-11 21:58 小胡子 閱讀(213) 評(píng)論(0) 編輯 收藏 所屬分類: 設(shè)計(jì)模式Flyweight定義:
避免大量擁有相同內(nèi)容的小類的開銷(如耗費(fèi)內(nèi)存),使大家共享一個(gè)類(元類).
為什么使用?
面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的 原則就是一切都是對(duì)象,但是如果真正使用起來,有時(shí)對(duì)象數(shù)可能顯得很龐大,比如,字處理軟件,如果以每個(gè)文字都作為一個(gè)對(duì)象,幾千個(gè)字,對(duì)象數(shù)就是幾千, 無疑耗費(fèi)內(nèi)存,那么我們還是要"求同存異",找出這些對(duì)象群的共同點(diǎn),設(shè)計(jì)一個(gè)元類,封裝可以被共享的類,另外,還有一些特性是取決于應(yīng)用 (context),是不可共享的,這也Flyweight中兩個(gè)重要概念內(nèi)部狀態(tài)intrinsic和外部狀態(tài)extrinsic之分.
說白點(diǎn),就是先捏一個(gè)的原始模型,然后隨著不同場(chǎng)合和環(huán)境,再產(chǎn)生各具特征的具體模型,很顯然,在這里需要 產(chǎn)生不同的新對(duì)象,所以Flyweight模式中常出現(xiàn)Factory模式.Flyweight的內(nèi)部狀態(tài)是用來共享的,Flyweight factory負(fù)責(zé)維護(hù)一個(gè)Flyweight pool(模式池)來存放內(nèi)部狀態(tài)的對(duì)象.
Flyweight模式是一個(gè)提高程序效率和性能的模式,會(huì)大大加快程序的運(yùn)行速度.應(yīng)用場(chǎng)合很多:比如你要從一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取一系列字符串,這些字符串中有許多是重復(fù)的,那么我們可以將這些字符串儲(chǔ)存在Flyweight池(pool)中.
如何使用?
我們先從Flyweight抽象接口開始:
public interface Flyweight //用于本模式的抽象數(shù)據(jù)類型(自行設(shè)計(jì)) |
下面是接口的具體實(shí)現(xiàn)(ConcreteFlyweight) ,并為內(nèi)部狀態(tài)增加內(nèi)存空間, ConcreteFlyweight必須是可共享的,它保存的任何狀態(tài)都必須是內(nèi)部(intrinsic),也就是說,ConcreteFlyweight必須和它的應(yīng)用環(huán)境場(chǎng)合無關(guān).
public class ConcreteFlyweight implements Flyweight { } |
當(dāng)然,并不是所有的Flyweight具體實(shí)現(xiàn)子類都需要被共享的,所以還有另外一種不共享的ConcreteFlyweight:
public class UnsharedConcreteFlyweight implements Flyweight { public void operation( ExtrinsicState state ) { } } |
Flyweight factory負(fù)責(zé)維護(hù)一個(gè)Flyweight池(存放內(nèi)部狀態(tài)),當(dāng)客戶端請(qǐng)求一個(gè)共享Flyweight時(shí),這個(gè)factory首先搜索池中是否已經(jīng) 有可適用的,如果有,factory只是簡(jiǎn)單返回送出這個(gè)對(duì)象,否則,創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象,加入到池中,再返回送出這個(gè)對(duì)象.池
public class FlyweightFactory { Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweights.get(key); if( flyweight == null ) { return flyweight; |
至此,Flyweight模式的基本框架已經(jīng)就緒,我們看看如何調(diào)用:
FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
Flyweight fly1 = factory.getFlyweight( "Fred" );
Flyweight fly2 = factory.getFlyweight( "Wilma" );
......
從調(diào)用上看,好象是個(gè)純粹的Factory使用,但奧妙就在于Factory的內(nèi)部設(shè)計(jì)上.
Flyweight模式在XML等數(shù)據(jù)源中應(yīng)用
我們上面已經(jīng)提到,當(dāng)大量從數(shù)據(jù)源中讀取字符串,其中肯定有重復(fù)的,那么我們使用Flyweight模式可以提高效率,以唱片CD為例,在一個(gè)XML文件中,存放了多個(gè)CD的資料.
每個(gè)CD有三個(gè)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復(fù),也就是說,可能有同一個(gè)演唱者的多個(gè)不同時(shí)期 不同曲目的CD.我們將"歌唱者姓名"作為可共享的ConcreteFlyweight.其他兩個(gè)字段作為UnsharedConcreteFlyweight.
首先看看數(shù)據(jù)源XML文件的內(nèi)容:
<cd> <cd> <cd> ....... </collection> |
雖然上面舉例CD只有3張,CD可看成是大量重復(fù)的小類,因?yàn)槠渲谐煞种挥腥齻€(gè)字段,而且有重復(fù)的(歌唱者姓名).
CD就是類似上面接口 Flyweight:
private String title; |
將"歌唱者姓名"作為可共享的ConcreteFlyweight:
public class Artist { //內(nèi)部狀態(tài) // note that Artist is immutable. Artist(String n){ |
再看看Flyweight factory,專門用來制造上面的可共享的ConcreteFlyweight:Artist
public class ArtistFactory { Hashtable pool = new Hashtable(); Artist result; |
當(dāng)你有幾千張甚至更多CD時(shí),Flyweight模式將節(jié)省更多空間,共享的flyweight越多,空間節(jié)省也就越大.