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:
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。
package flyWeight; /** * *作者:alaric *时间:2013-7-27下午4:52:41 *描述:抽象享元 */ public interface Glyph { public void draw(Context context); }
package flyWeight; /** * *作者:alaric *时间:2013-7-27下午4:53:12 *描述:具体享元 */ public class Character implements Glyph { private char c; private int size; @Override public void draw(Context context) { // TODO Auto-generated method stub this.size = context.getSize(); System.out.println(size+"号"+c+"被画出!"); } public char getC() { return c; } public void setC(char c) { this.c = c; } public Character(char c) { super(); this.c = c; System.out.println(c+"被创建!"); } }
package flyWeight; import java.util.ArrayList; import java.util.List; /** * *作者:alaric *时间:2013-7-27下午4:52:26 *描述:行 不可共享享元 */ public class Row implements Glyph { private Listlist = new ArrayList<>(); @Override public void draw(Context context) { } public Row() { } public void setCharacter(Glyph r){ list.add((Character) r); } public int getSize(){ return list.size(); } public String getRow(){ StringBuilder sb = new StringBuilder(); for(Character g:list){ sb.append(g.getC()); } return sb.toString(); } }
package flyWeight; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * *作者:alaric *时间:2013-7-27下午4:52:08 *描述:享元工厂 */ public class GlyphFactory { private Mapmap = new HashMap<>(); public Glyph getGlyph(Context context){ String cStr = context.getC()+""; Glyph gl = map.get(cStr); if(gl == null){ gl = new Character(context.getC()); map.put(cStr, gl); } gl.draw(context); return gl; } }
package flyWeight; /** * *作者:alaric *时间:2013-7-27下午3:34:57 *描述:数据类 */ public class Context { private int size; private char c; public int getSize() { return size; } public void setSize(int size) { this.size = size; } public char getC() { return c; } public void setC(char c) { this.c = c; } public Context(int size, char c) { super(); this.size = size; this.c = c; } }
package flyWeight; /** * *作者:alaric *时间:2013-7-27下午4:56:01 *描述:客户端 为了简单 就直接写main方法里的 */ public class Client { /** *作者:alaric *时间:2013-7-27下午4:20:08 *描述:测试 */ public static void main(String[] args) { Row r =new Row(); GlyphFactory factory = new GlyphFactory(); Context context1= new Context(12, 'a'); Glyph gly1 = factory.getGlyph(context1); r.setCharacter(gly1); Context context2= new Context(13, 'a'); Glyph gly2 = factory.getGlyph(context2); r.setCharacter(gly2); Context context3= new Context(13, 'b'); Glyph gly3 = factory.getGlyph(context3); r.setCharacter(gly3); System.out.println(r.getRow()); } }
运行结果:
a被创建!
12号a被画出!
13号a被画出!
b被创建!
13号b被画出!
aab
可以看出a创建了一次 ,a的大小12 ,13是外部状态所以是外部传入,外部状态不能在享元内保存,而a字符是内部状态,行Row是有字符Character 组成,Row虽然实现了抽象享元接口,但是并没有再工厂中体现共享,因为他是不可共享的享元。
设计模式系列目录:
JAVA设计模式学习1——统一建模语言UML
JAVA设计模式学习2——面向对象设计原则
JAVA设计模式学习3——设计模式概述
JAVA设计模式学习4——简单工厂模式
JAVA设计模式学习5——工厂方法模式
JAVA设计模式学习6——抽象工厂模式
JAVA设计模式学习7——单例模式
JAVA设计模式学习8——建造模式
JAVA设计模式学习9——原型模式
JAVA设计模式学习10——组合模式
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JAVA设计模式学习14——享元模式
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