Java設計模式研究之Flyweight模式
GOF:運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象。
解釋一下概念:也就是說在一個系統中如果有多個相同的對象,那么只共享一份就可以了,不必每個都去實例化一個對象。比如說(這里引用GOF書中的例子)一個文本系統,每個字母定一個對象,那么大小寫字母一共就是52個,那么就要定義52個對象。如果有一個1M的文本,那么字母是何其的多,如果每個字母都定義一個對象那么內存早就爆了。那么如果要是每個字母都共享一個對象,那么就大大節約了資源。
在Flyweight模式中,由于要產生各種各樣的對象,所以在Flyweight(享元)模式中常出現Factory模式。Flyweight的內部狀態是用來共享的,Flyweight factory負責維護一個對象存儲池(Flyweight Pool)來存放內部狀態的對象。Flyweight模式是一個提高程序效率和性能的模式,會大大加快程序的運行速度.應用場合很多,下面舉個例子:
先定義一個抽象的Flyweight類:
在實現一個具體類:
實現一個工廠方法類:
這個工廠方法類非常關鍵,這里詳細解釋一下:
在1處定義了一個Hashtable用來存儲各個對象;在2處選出要實例化的對象,在6處將該對象返回,如果在Hashtable中沒有要選擇的對象,此時變量flyweight為null,產生一個新的flyweight存儲在Hashtable中,并將該對象返回。
最后看看Flyweight的調用:
下面是運行結果:
我們定義了6個對象,其中有5個是相同的,按照Flyweight模式的定義“Google”應該共享一個對象,在實際的對象數中我們可以看出實際的對象卻是只有2個。
下面給出一個簡易的UML圖:
總結:
Flyweight(享元)模式是如此的重要,因為它能幫你在一個復雜的系統中大量的節省內存空間。在GOF的書中舉了文本處理的例子,我覺得非常恰當。那么,在Java中String這個類型比較特殊,為什么呢,看下面的例子:
輸出結果是:OK。稍有經驗的人都可以看出if條件比較的是兩a和b的地址,也可以說是內存空間。那么Sting的實現是不是使用了Flyweight模式呢,不得而知,到現在還沒有研究過。
解釋一下概念:也就是說在一個系統中如果有多個相同的對象,那么只共享一份就可以了,不必每個都去實例化一個對象。比如說(這里引用GOF書中的例子)一個文本系統,每個字母定一個對象,那么大小寫字母一共就是52個,那么就要定義52個對象。如果有一個1M的文本,那么字母是何其的多,如果每個字母都定義一個對象那么內存早就爆了。那么如果要是每個字母都共享一個對象,那么就大大節約了資源。
在Flyweight模式中,由于要產生各種各樣的對象,所以在Flyweight(享元)模式中常出現Factory模式。Flyweight的內部狀態是用來共享的,Flyweight factory負責維護一個對象存儲池(Flyweight Pool)來存放內部狀態的對象。Flyweight模式是一個提高程序效率和性能的模式,會大大加快程序的運行速度.應用場合很多,下面舉個例子:
先定義一個抽象的Flyweight類:
| package Flyweight; public abstract class Flyweight ... { public abstract void operation(); }//end abstract class Flyweight |
在實現一個具體類:
| 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 |
實現一個工廠方法類:
| 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 //產生新的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 |
這個工廠方法類非常關鍵,這里詳細解釋一下:
在1處定義了一個Hashtable用來存儲各個對象;在2處選出要實例化的對象,在6處將該對象返回,如果在Hashtable中沒有要選擇的對象,此時變量flyweight為null,產生一個新的flyweight存儲在Hashtable中,并將該對象返回。
最后看看Flyweight的調用:
| 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 |
下面是運行結果:
| Concrete---Flyweight : Google Concrete---Flyweight : Qutr Concrete---Flyweight : Google Concrete---Flyweight : Google Concrete---Flyweight : Google Concrete---Flyweight : Google objSize = 2 |
我們定義了6個對象,其中有5個是相同的,按照Flyweight模式的定義“Google”應該共享一個對象,在實際的對象數中我們可以看出實際的對象卻是只有2個。
下面給出一個簡易的UML圖:
總結:
Flyweight(享元)模式是如此的重要,因為它能幫你在一個復雜的系統中大量的節省內存空間。在GOF的書中舉了文本處理的例子,我覺得非常恰當。那么,在Java中String這個類型比較特殊,為什么呢,看下面的例子:
| String a = "hello"; String b = "hello"; if(a == b) System.out.println("OK"); else System.out.println("Error"); |
輸出結果是:OK。稍有經驗的人都可以看出if條件比較的是兩a和b的地址,也可以說是內存空間。那么Sting的實現是不是使用了Flyweight模式呢,不得而知,到現在還沒有研究過。