JAVA设计模式学习14——享元模式

转自:http://alaric.iteye.com/blog/1914498

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。

举例代码如下：

Java代码

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);
}

Java代码

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！");
}
}

Java代码

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 List<Character> list = 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();
}
}

李江 · 李江

Java代码
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 Map<String,Glyph> map = 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;
}

}

Java代码
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;
}

}

Java代码
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。

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