Flyweight模式（转载）

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:
   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.
   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:
   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
    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:
   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:
  
  
  
  
  
   1978
   Eno, Brian
        
  
  
  
   1950
   Holiday, Billie
  
  
  
  
   1977
   Eno, Brian
  
   .......
  

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:
   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:
   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
   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.