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详解Java设计模式编程中的Flyweight享元模式的开发结构

2019年07月22日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

享元（flyweight）模式：通过共享技术以便有效的支持大量细粒度的对象。
享元模式在阎宏的《java与模式》中分为单纯享元模式和复合享元模式，复合模式的复合享元是不可以共享的，享元对象能做到共享的关键是区分内蕴态（internal state）和外蕴态( external state)。这两个“蕴态”翻译的太难懂，我不是说翻译的不好，可能是我理解能力差，还是《design pattern elements of reusable object-oriented software》的翻译版《设计模式可复用面向对象软件的基础》一书总翻译为内部对象和外部对象，相对直白，对概念性的东西文学气味太强了就觉得很别扭。这里的角色也采用《设计模式可复用面向对象软件的基础》的说法，不区分单纯模式和复合模式，而是有一个unsharedconcreteflyweight（在《java与模式》里称复合享元，指明复合享元不能共享），我们这里称它不可以共享享元角色，这样享元模式的角色有：

  • 抽象享元（flyweight）角色：是给实现享元提供的接口。
  • 具体享元（concreteflyweight）角色：实现抽象角色，此对象必须是共享的，所含的状态必须是内部状态。
  • 不共享享元（unsharedconcreteflyweight）角色：此对象不可共享，不是所有实现抽象享元接口的的对象都要共享，此对象通常将concreteflyweight作为组成元素。
  • 享元工厂（flyweightfactory）角色：负责创建和管理享元角色，确保合理共享。
  • 客户端（client）角色：维持一个flyweight对象的引用，计算或存储一个（多个）外部存储状态。

享元模式的类的机构图如下：

2016427120136286.png (580×276)

享元模式在java.lang.string设计上的使用，我们知道java中字符串始终保持共享一份，如下面代码片段：

string m = "a";
string n = "a";
system.out.println(m==n);

这样会输出true,说明m和n指向了同一个实例，内存中也只有一个"a"。这就是享元模式在string上的使用。
 
享元模式在文字编辑存贮过程中的使用，这里假定文章由行对象组成，行对象由若干个字符对象组成，但是如果每个字符都保存自己的对象，那么一篇文章成千上万个字符对象，这样严重消耗系统内存，造成不可接受的运行时开销，好的方法是利用享元模式，只保存ascii字符编码值，作为内部不变的状态，对当个字符对象进行共享，而相对字符颜色、大小这样的格式化数据作为外部状态，由客户端维护，运行时由外部传入即可。每个行作为不可共享享元对象，它是由享元对象（字符对象）组合而成的。

2016427120204633.png (600×263)

我们来看个简单地享元模式的结构的例子：

/** 
 * 字母 
 */ 
public class letter { 
 
 private string name; 
 
 public letter(string name) { 
  this.name = name; 
 } 
 
 public string getname() { 
  return name; 
 } 
} 

/** 
 * 一个产生字母对象的 享元工厂(单例工厂) 
 */ 
public class letterfactory { 
 private map<string, letter> map; 
 private static letterfactory instance = new letterfactory(); 
  
 private letterfactory() { 
  map = new hashmap<string, letter>(); 
 } 
  
 public static letterfactory getinstance() { 
  return instance; 
 } 
  
 public void add(letter letter) { 
  if (letter != null && !map.containskey(letter.getname())) { 
   map.put(letter.getname(), letter); 
  } 
  system.out.println("map.size====" + map.size()); 
 } 
  
 public letter get(string name) { 
  return map.get(name); 
 } 
  
} 


public class test { 
 public static void main(string[] args) { 
  letterfactory factory = letterfactory.getinstance(); 
  string word = "easiness"; 
  addletterbyname(factory, word); 
   
  getletter(factory, word); 
 } 
 //添加字母对象 
 static void addletterbyname(letterfactory factory, string word) { 
  for (char c : word.tochararray()) { 
   factory.add(new letter(c + "")); 
  } 
 } 
 //输出字母对象 
 static void getletter(letterfactory factory, string word) { 
  for (char c : word.tochararray()) { 
   system.out.println(factory.get(c + "")); 
  } 
 } 
}


打印：

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flyweight.letter@272d7a10 
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