設計模式之Flyweight

2019-11-18 13:42:54

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供稿：網友

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。

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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