java設計模式之Flyweight(元類)

2019-11-18 10:46:39

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　　Flyweight定義:
　　避免大量擁有相同內容的小類的開銷(如耗費內存),使大家共享一個類(元類).
　　
　　為什么使用?
　　面向對象語言的原則就是一切都是對象,但是假如真正使用起來,有時對象數可能顯得很龐大,比如,字處理軟件,假如以每個文字都作為一個對象,幾千個字,對象數就是幾千,無疑耗費內存,那么我們還是要"求同存異",找出這些對象群的共同點,設計一個元類,封裝可以被共享的類,另外,還有一些特性是取決于應用(context),是不可共享的,這也Flyweight中兩個重要概念內部狀態intrinsic和外部狀態extrinsic之分.
　　
　　說白點,就是先捏一個的原始模型,然后隨著不同場合和環境,再產生各具特征的具體模型,很顯然,在這里需要產生不同的新對象,所以Flyweight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Flyweight pool(模式池)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:比如你要從一個數據庫中讀取一系列字符串,這些字符串中有許多是重復的,那么我們可以將這些字符串儲存在Flyweight池(pool)中.
　　
　　如何使用?
　　我們先從Flyweight抽象接口開始:
　　
　　public interface Flyweight
　　{
　　　　public void Operation( ExtrinsicState state );
　　}
　　
　　//用于本模式的抽象數據類型(自行設計)
　　public interface ExtrinsicState { }
　　
　　下面是接口的具體實現(ConcreteFlyweight) ,并為內部狀態增加內存空間, ConcreteFlyweight必須是可共享的,它保存的任何狀態都必須是內部(intrinsic),也就是說,ConcreteFlyweight必須和它的應用環境場合無關.
　　
　　public class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
　　　　PRivate IntrinsicState state;
　　　　
　　　　public void operation( ExtrinsicState state )
　　　　{
　　　　　　　　//具體操作
　　　　}
　　}
　　　
　　當然,并不是所有的Flyweight具體實現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負責維護一個Flyweight池(存放內部狀態),當客戶端請求一個共享Flyweight時,這個factory首先搜索池中是否已經有可適用的,假如有,factory只是簡單返回送出這個對象,否則,創建一個新的對象,加入到池中,再返回送出這個對象.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 ) {
　　　　　　　　//產生新的ConcreteFlyweight
　　　　　　　　flyweight = new ConcreteFlyweight();
　　　　　　　　flyweights.put( key, flyweight );
　　　　　　}
　　
　　　　　　return flyweight;
　　　　}
　　}　
　　
　　至此,Flyweight模式的基本框架已經就緒,我們看看如何調用:
　　
　　FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();
　　Flyweight fly1 = factory.getFlyweight( "Fred" );
　　Flyweight fly2 = factory.getFlyweight( "Wilma" );
　　......
　　
　　從調用上看,好象是個純粹的Factory使用,但奧妙就在于Factory的內部設計上.
　　
　　Flyweight模式在xml等數據源中應用
　　我們上面已經提到,當大量從數據源中讀取字符串,其中肯定有重復的,那么我們使用Flyweight模式可以提高效率,以唱片CD為例,在一個XML文件中,存放了多個CD的資料.
　　
　　每個CD有三個字段:
　　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,也就是說,可能有同一個演唱者的多個不同時期不同曲目的CD.我們將"歌唱者姓名"作為可共享的ConcreteFlyweight.其他兩個字段作為UnsharedConcreteFlyweight.
　　
　　首先看看數據源XML文件的內容:
　　
　　<?

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