Java设计模式研究之Flyweight模式

GOF：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

　　解释一下概念：也就是说在一个系统中如果有多个相同的对象，那么只共享一份就可以了，不必每个都去实例化一个对象。比如说（这里引用GOF书中的例子）一个文本系统，每个字母定一个对象，那么大小写字母一共就是52个，那么就要定义52个对象。如果有一个1M的文本，那么字母是何其的多，如果每个字母都定义一个对象那么内存早就爆了。那么如果要是每个字母都共享一个对象，那么就大大节约了资源。

　　在Flyweight模式中，由于要产生各种各样的对象，所以在Flyweight(享元)模式中常出现Factory模式。Flyweight的内部状态是用来共享的,Flyweight factory负责维护一个对象存储池（Flyweight Pool）来存放内部状态的对象。Flyweight模式是一个提高程序效率和性能的模式,会大大加快程序的运行速度.应用场合很多，下面举个例子：

　　先定义一个抽象的Flyweight类：

package Flyweight; public abstract class Flyweight ... { 　public abstract void operation(); }//end abstract class Flyweight

　　在实现一个具体类：

package Flyweight; public class ConcreteFlyweight extends Flyweight ... { 　private String string; 　public ConcreteFlyweight(String str) 　... 　{ 　　string = str; 　}//end ConcreteFlyweight(...) 　public void operation() 　... 　{ 　　System.out.println("Concrete---Flyweight : " + string); 　}//end operation() }//end class ConcreteFlyweight

　　实现一个工厂方法类：

package Flyweight; import java.util.Hashtable; public class FlyweightFactory ... { 　private Hashtable flyweights = new Hashtable();//----------------------------1 　public FlyweightFactory() ...{} 　public Flyweight getFlyWeight(Object obj) 　... 　{ 　　Flyweight flyweight = (Flyweight) flyweights.get(obj);//----------------2 　　if(flyweight == null) ...{//---------------------------------------------------3 　　　//产生新的ConcreteFlyweight 　　　flyweight = new ConcreteFlyweight((String)obj); 　　　flyweights.put(obj, flyweight);//--------------------------------------5 　　} 　　return flyweight;//---------------------------------------------------------6 　}//end GetFlyWeight(...) 　public int getFlyweightSize() 　... 　{ 　　return flyweights.size(); 　} }//end class FlyweightFactory

　　这个工厂方法类非常关键，这里详细解释一下：

　　在1处定义了一个Hashtable用来存储各个对象；在2处选出要实例化的对象，在6处将该对象返回，如果在Hashtable中没有要选择的对象，此时变量flyweight为null，产生一个新的flyweight存储在Hashtable中，并将该对象返回。

　　最后看看Flyweight的调用：

package Flyweight; import java.util.Hashtable; public class FlyweightPattern ...{ 　FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory(); 　Flyweight fly1; 　Flyweight fly2; 　Flyweight fly3; 　Flyweight fly4; 　Flyweight fly5; 　Flyweight fly6; 　/** *//** Creates a new instance of FlyweightPattern */ 　public FlyweightPattern() ...{ 　　fly1 = factory.getFlyWeight("Google"); 　　fly2 = factory.getFlyWeight("Qutr"); 　　fly3 = factory.getFlyWeight("Google"); 　　fly4 = factory.getFlyWeight("Google"); 　　fly5 = factory.getFlyWeight("Google"); 　　fly6 = factory.getFlyWeight("Google"); 　}//end FlyweightPattern() 　public void showFlyweight() 　... 　{ 　　fly1.operation(); 　　fly2.operation(); 　　fly3.operation(); 　　fly4.operation(); 　　fly5.operation(); 　　fly6.operation(); 　　int objSize = factory.getFlyweightSize(); 　　System.out.println("objSize = " + objSize); 　}//end showFlyweight() 　public static void main(String[] args) 　... 　{ 　　System.out.println("The FlyWeight Pattern!"); 　　FlyweightPattern fp = new FlyweightPattern(); 　　fp.showFlyweight(); 　}//end main(...) }//end class FlyweightPattern

　　下面是运行结果：

Concrete---Flyweight : Google Concrete---Flyweight : Qutr Concrete---Flyweight : Google Concrete---Flyweight : Google Concrete---Flyweight : Google Concrete---Flyweight : Google objSize = 2

　　我们定义了6个对象，其中有5个是相同的，按照Flyweight模式的定义“Google”应该共享一个对象，在实际的对象数中我们可以看出实际的对象却是只有2个。

　　下面给出一个简易的UML图：

　　总结：

　　Flyweight(享元)模式是如此的重要，因为它能帮你在一个复杂的系统中大量的节省内存空间。在GOF的书中举了文本处理的例子，我觉得非常恰当。那么，在Java中String这个类型比较特殊，为什么呢，看下面的例子：

String a = "hello"; String b = "hello"; if(a == b) 　System.out.println("OK"); else 　System.out.println("Error");

　　输出结果是：OK。稍有经验的人都可以看出if条件比较的是两a和b的地址，也可以说是内存空间。那么Sting的实现是不是使用了Flyweight模式呢，不得而知，到现在还没有研究过。