设计模式-12-享元模式

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设计模式-12-享元模式

享元模式(Flyweight Pattern)

意图

运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

The Intent of this pattern is to use sharing to a large number of objects that have part of their internal state in common whaere the other part of state can vary.

简介

用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构方式。

主要解决

在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

何时使用

• 系统中有大量对象。
• 这些对象消耗大量内存。
• 这些对象的状态大部分可以外部化。
• 这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象来代替。
• 系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

关键代码

用 HashMap 存储这些对象。

如何解决

用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象。

应用实例

• JAVA 中的 String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。
• 数据库的数据池。

优点

大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。

缺点

提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

使用场景

• 系统有大量相似对象。
• 需要缓冲池的场景。

注意事项

• 注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。
• 这些类必须有一个工厂对象加以控制。
• 常和compostie（组合）模式结合

案例1

构建一个森林，里边有大量的河流、草、树木及其他大粒度对象。

类图

代码

pattern12.flyweight.demo1

public abstract class Forest {
	int size;

	abstract void show();
}

public class River extends Forest {
	@Override
	void show() {
		System.out.println("一条" + size + "米长的河");
	}
}

public class Gress extends Forest {
	@Override
	void show() {
		System.out.println("一课" + size + "米高的草");
	}
}

public class Tree extends Forest {
	@Override
	void show() {
		System.out.println("一课" + size + "米高的树");
	}
}

public class FlyWeightFactory {
	Hashtable<String, Forest> pool = new Hashtable<String, Forest>();

	public FlyWeightFactory() {
		poolAdd("river", new River());
		poolAdd("tree", new Tree());
		poolAdd("gress", new Gress());
	}

	void poolAdd(String key, Forest forest) {
		pool.put(key, forest);
	}

	Forest getFlyWeight(String key) {
		if (!pool.contains(key)) {
			System.out.println("没有这个对象，请先添加！");
			return null;
		}
		return (Forest) pool.get(key);
	}
}

案例2

军队士兵的例子

类图

代码

pattern12.flyweight.demo2

public class Color {
	String color;

	public String getColor() {
		return color;
	}

	public void setColor(String color) {
		this.color = color;
	}

	public Color() {
		super();
	}

	public Color(String key) {
		this.color = key;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return color;
	}
}

public abstract class Enemy {
	double height;
	Color skinColor;

	abstract void show();
}

public class Solider extends Enemy {
	@Override
	void show() {
		System.out.println("士兵，高：" + height + ",肤色" + skinColor.toString());
	}
}

public class Ninja extends Enemy {
	@Override
	void show() {
		System.out.println("忍者，高：" + height + ",肤色" + skinColor.toString());
	}
}

public class FlyWeightFactory {
	static Hashtable<String, Enemy> pool = new Hashtable<String, Enemy>();

	static {
		pool.put("solider", new Solider());
		pool.put("ninja", new Ninja());
	}

	public FlyWeightFactory() {
		poolAdd("solider", new Solider());
		poolAdd("ninja", new Ninja());
	}

	void poolAdd(String key, Enemy e) {
		pool.put(key, e);
	}

	Enemy getFlyWeight(String key) {
		if (!pool.contains(key)) {
			System.out.println("没有这个对象，请先添加！");
			return null;
		}
		return (Enemy) pool.get(key);
	}
}

案例3

详见 菜鸟教程

补充

享元类应为接口而不是抽象类，否则无法获取。前两个案例有问题。

Hashtable 声明方式应该注意。

Hashtable<String, Forest> pool = new Hashtable<String, Forest>();	//正确
Hashtable pool = new Hashtable();	//不报错，不规范