flyweight定义:
避免大量拥有相同内容的小类的开销(如耗费内存),使大家共享一个类(元类).
为什么使用?
面向对象语言的原则就是一切都是对象,但是如果真正使用起来,有时对象数可能显得很庞大,比如,字处理软件,如果以每个文字都作为一个对象,几千个字,对象数就是几千,无疑耗费内存,那么我们还是要"求同存异",找出这些对象群的共同点,设计一个元类,封装可以被共享的类,另外,还有一些特性是取决于应用(context),是不可共享的,这也flyweight中两个重要概念内部状态intrinsic和外部状态extrinsic之分.
说白点,就是先捏一个的原始模型,然后随着不同场合和环境,再产生各具特征的具体模型,很显然,在这里需要产生不同的新对象,所以flyweight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flyweight pool(模式池)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:比如你要从一个数据库中读取一系列字符串,这些字符串中有许多是重复的,那么我们可以将这些字符串储存在flyweight池(pool)中.
如何使用?
我们先从flyweight抽象接口开始:
程序代码:
| public interface flyweight { public void operation( extrinsicstate state ); } //用于本模式的抽象数据类型(自行设计) public interface extrinsicstate { } |
下面是接口的具体实现(concreteflyweight) ,并为内部状态增加内存空间, concreteflyweight必须是可共享的,它保存的任何状态都必须是内部(intrinsic),也就是说,concreteflyweight必须和它的应用环境场合无关.
程序代码:
| public class concreteflyweight implements flyweight { private intrinsicstate state; public void operation( extrinsicstate state ) { //具体操作 } } 当然,并不是所有的flyweight具体实现子类都需要被共享的,所以还有另外一种不共享的concreteflyweight: |
程序代码:
| public class unsharedconcreteflyweight implements flyweight { public void operation( extrinsicstate state ) { } } |
flyweight factory负责维护一个flyweight池(存放内部状态),当客户端请求一个共享flyweight时,这个factory首先搜索池中是否已经有可适用的,如果有,factory只是简单返回送出这个对象,否则,创建一个新的对象,加入到池中,再返回送出这个对象.池
程序代码:
| public class flyweightfactory { //flyweight pool private hashtable flyweights = new hashtable(); public flyweight getflyweight( object key ) { flyweight flyweight = (flyweight) flyweights.get(key); if( flyweight == null ) { //产生新的concreteflyweight flyweight = new concreteflyweight(); flyweights.put( key, flyweight ); } return flyweight; } } |
至此,flyweight模式的基本框架已经就绪,我们看看如何调用:
程序代码:
| flyweightfactory factory = new flyweightfactory(); flyweight fly1 = factory.getflyweight( "fred" ); flyweight fly2 = factory.getflyweight( "wilma" ); ...... |
从调用上看,好象是个纯粹的factory使用,但奥妙就在于factory的内部设计上.
flyweight模式在xml等数据源中应用
我们上面已经提到,当大量从数据源中读取字符串,其中肯定有重复的,那么我们使用flyweight模式可以提高效率,以唱片cd为例,在一个xml文件中,存放了多个cd的资料.
每个cd有三个字段:
1.出片日期(year)
2.歌唱者姓名等信息(artist)
3.唱片曲目 (title)
其中,歌唱者姓名有可能重复,也就是说,可能有同一个演唱者的多个不同时期 不同曲目的cd.我们将"歌唱者姓名"作为可共享的concreteflyweight.其他两个字段作为unsharedconcreteflyweight.
首先看看数据源xml文件的内容:
程序代码:
| <?xml version="1.0"?> <collection> <cd> <title>another green world</title> <year>1978</year> <artist>eno, brian</artist> </cd> <cd> <title>greatest hits</title> <year>1950</year> <artist>holiday, billie</artist> </cd> <cd> <title>taking tiger mountain (by strategy)</title> <year>1977</year> <artist>eno, brian</artist> </cd> ....... </collection> |
虽然上面举例cd只有3张,cd可看成是大量重复的小类,因为其中成分只有三个字段,而且有重复的(歌唱者姓名).
cd就是类似上面接口 flyweight:
程序代码:
| public class cd { private string title; private int year; private artist artist; public string gettitle() { return title; } public int getyear() { return year; } public artist getartist() { return artist; } public void settitle(string t){ title = t;} public void setyear(int y){year = y;} public void setartist(artist a){artist = a;} } |
将"歌唱者姓名"作为可共享的concreteflyweight:
程序代码:
| public class artist { //内部状态 private string name; // note that artist is immutable. string getname(){return name;} artist(string n){ name = n; } } |
再看看flyweight factory,专门用来制造上面的可共享的concreteflyweight:artist
程序代码:
| public class artistfactory { hashtable pool = new hashtable(); artist getartist(string key){ artist result; result = (artist)pool.get(key); ////产生新的artist if(result == null) { result = new artist(key); pool.put(key,result); } return result; } } |
当你有几千张甚至更多cd时,flyweight模式将节省更多空间,共享的flyweight越多,空间节省也就越大.
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