详解Java设计模式编程中的Flyweight享元模式的开发结构

发布于 2016-08-06 09:23:53 | 78 次阅读 | 评论: 0 | 来源: 网友投递

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Java程序设计语言

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。

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：

map.size====1 
map.size====2 
map.size====2 
map.size====3 
map.size====4 
map.size====5 
map.size====5 
flyweight.Letter@3343c8b3 
flyweight.Letter@272d7a10 
flyweight.Letter@3343c8b3 
flyweight.Letter@1aa8c488 
flyweight.Letter@3dfeca64 
flyweight.Letter@22998b08 
flyweight.Letter@1aa8c488