設計模式之享元模式(flyweight模式)

  • 引入享元模式
  • 享元模式的實例
  • 享元模式的分析

引入享元模式

flyweight是輕量級的意思岳掐,指的是拳擊比賽中選手體重最輕的等級。顧名思義饰迹,享元設計模式就是為了是對象更輕商架。
不過這里的輕的描述與現實中不一樣与纽。對于對象來說侣签,重的對象代表對象占有的內存大,輕的對象代表對象內存占用小急迂。
當我們需要大量對象的時候影所,使用new關鍵字來分配內存,就會消耗大量的空間袋毙。
享元模式和單例模式有點像型檀。
當我們需要某個實例的時候,我們并不是總是new一個新的實例出來听盖,而是看看是不是內存中已經有相應的實例了胀溺,如果已經有了,就直接從內存中取出那個實例來用皆看,如果沒有仓坞,才會new一個出來。
如果讀者熟悉spring框架的話腰吟,也許會想到无埃,spring的依賴注入機制,對于實現具體邏輯處理的service對象毛雇,并不需要讀者顯示的去new嫉称,因為那樣可能由于開發(fā)者的不規(guī)范的new對象操作,導致出現很多重復的對象灵疮,浪費對象织阅,而是直接在配置文件里設置或者標注,spring就會自動幫我new一個相應對象震捣,而且只會存在一個荔棉,這樣使用的時候直接使用就可以了闹炉,不僅幫我們解決了創(chuàng)建對象的過程,而且避免了生成過多對象润樱。雖然依賴注入機制并不是使用的flyweight模式渣触,但思想上會有相似之處。

享元模式的實例程序

我們假設我們有1壹若,2嗅钻,3,4舌稀,5啊犬,6,7壁查,8,9的幾個字符圖形剔应,這些字符對象就是大對象睡腿。

image.png
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我們先把這些字符存在文件中,然后從文件讀入存到string對象中峻贮,這些string對象就是重對象席怪,假設我們現在要打印出12121212這些數字對應的大字符,如果我們new出每一個對象纤控,就會占用很多內存挂捻,于是,這里我們就可以利用享元模式船万,將對象變輕刻撒,實現對象的共享,對于上面這個輸出要求耿导,我們只要new出1声怔,2兩個大字符就可以了。

我們看實例程序的類圖

image.png
  • 首先bigchar類舱呻,從文件中讀取大字符的內容
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class BigChar {
    // 字符名字
    private char charname;
    // 大型字符對應的字符串(由'#' '.' '\n'組成)
    private String fontdata;
    // 構造函數
    public BigChar(char charname) {
        this.charname = charname;
        try {
            BufferedReader reader = new BufferedReader(
                new FileReader("big" + charname + ".txt")
            );
            String line;
            StringBuffer buf = new StringBuffer();
            while ((line = reader.readLine()) != null) {
                buf.append(line);
                buf.append("\n");
            }
            reader.close();
            this.fontdata = buf.toString();
        } catch (IOException e) {
            this.fontdata = charname + "?";
        }
    }
    // 顯示大型字符
    public void print() {
        System.out.print(fontdata);
    }
}
  • BigCharFactory類
    它實現共享實例的功能醋火,用一個hashmap存儲對應的實例,然后先判斷是否已有實例箱吕,沒有再新建芥驳。
import java.util.HashMap;

public class BigCharFactory {
    // 管理已經生成的BigChar的實例
    private HashMap pool = new HashMap();
    // Singleton模式
    private static BigCharFactory singleton = new BigCharFactory();
    // 構造函數
    private BigCharFactory() {
    }
    // 獲取唯一的實例
    public static BigCharFactory getInstance() {
        return singleton;
    }
    // 生成(共享)BigChar類的實例
    public synchronized BigChar getBigChar(char charname) {
        BigChar bc = (BigChar)pool.get("" + charname);
        if (bc == null) {
            bc = new BigChar(charname); // 生成BigChar的實例
            pool.put("" + charname, bc);
        }
        return bc;
    }
}
  • BigString表示由大型字符組成的字符串
public class BigString {
    // “大型字符”的數組
    private BigChar[] bigchars;
    // 構造函數
    public BigString(String string) {
        bigchars = new BigChar[string.length()];
        BigCharFactory factory = BigCharFactory.getInstance();
        for (int i = 0; i < bigchars.length; i++) {
            bigchars[i] = factory.getBigChar(string.charAt(i));
        }
    }
    // 顯示
    public void print() {
        for (int i = 0; i < bigchars.length; i++) {
            bigchars[i].print();
        }
    }
}

最后main函數調用測試

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        if (args.length == 0) {
            System.out.println("Usage: java Main digits");
            System.out.println("Example: java Main 1212123");
            System.exit(0);
        }
        BigString bs = new BigString(args[0]);
        bs.print();
    }
}

運行結果

image.png

享元模式分析

image.png

?Flyweight

— 描述一個接口,通過這個接口Flyweight可以接受并作用于外部狀態(tài)茬高。

? ConcreteFlyweight

— 實現Flyweight接口兆旬, 并為內部狀態(tài)( 如果有的話) 增加存儲空間。

ConcreteFlyweight對象必須是可共享的雅采。它所存儲的狀態(tài)必須是內部的爵憎;即慨亲,它必

須獨立于Concrete Flyweight對象的場景。

? UnsharedConcreteFlyweight

— 并非所有的Flyweight子類都需要被共享宝鼓。Flyweight接口使共享成為可能刑棵,但它并不強制共享。在Flyweight對象結構的某些層次愚铡, UnsharedConcreteFlyweight對象通常

將ConcreteFlyweight對象作為子節(jié)點(Row和Conum就是這樣)蛉签。

? FlyweightFactory

— 創(chuàng)建并管理Flyweight對象。

— 確保合理地共享Flyweight沥寥。當用戶請求一個Flyweight時碍舍,FlyweightFactory對象提供一個已創(chuàng)建的實例或者創(chuàng)建一個(如果不存在的話)。

? Client

— 維持一個對Flyweight的引用邑雅。

— 計算或存儲一個(多個)Flyweight的外部狀態(tài)片橡。

享元模式的特點:

  • 會對多個地方產生影響
    由于實例是共享的,如果修改一個實例淮野,就會對多給對方產生影響
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