JAVA设计模式之享元模式

Posted 2020-09-14 疯子加天才

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?

1. package Flyweight;  
2. public abstract class Flyweight{  
3. 　public abstract void operation();  
4. }  

实现一个具体类：

[java] view plain copy

 

 print?

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：

[java] view plain copy

 

 print?

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：

[java] view plain copy

 

 print?

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?

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。

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?

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

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