享元模式.pptx

第第12章章享元享元/轻量级模式轻量级模式(Flyweight)问问题题围围棋棋的的棋棋盘盘共共有有361格格，即即可可放放361个个棋棋子子。现现在要实现一个围棋程序，该怎么办呢？在要实现一个围棋程序，该怎么办呢？定定义义一一个个棋棋子子的的类类，成成员员变变量量包包括括棋棋子子的的颜颜色、形状、位置等信息色、形状、位置等信息定定义义一一个个棋棋盘盘的的类类，成成员员变变量量中中有有个个容容器器，用于存放棋子的对象用于存放棋子的对象问问题题棋棋盘盘的的容容器器中中存存放放已已下下的的棋棋子子，而而每每个个棋棋子子包包含含棋棋子子的的所所有有属属性性。一一盘盘棋棋往往往往需需要要含含上上百百颗颗棋棋子子，采采用用上上面面这这种种实实现现，占用的空间太大了。占用的空间太大了。如何改进呢？如何改进呢？分分析析棋棋子子对对象象:其其属属性性有有内内在在的的，比比如如颜颜色色、形形状等。也有外在的，比如在棋盘上的位置状等。也有外在的，比如在棋盘上的位置内内在在的的属属性性是是可可以以共共享享的的，区区分分在在于于外外在在属性属性重重新新设设计计定定义义两两个个棋棋子子的的对对象象，一一颗颗黑黑棋棋和和一一颗颗白白棋。这两个对象含棋子的内在属性棋。这两个对象含棋子的内在属性棋棋子子的的外外在在属属性性，即即在在棋棋盘盘上上的的位位置置可可以以提取出来，存放在单独的容器中提取出来，存放在单独的容器中相相比比之之前前的的方方案案：现现在在容容器器中中仅仅仅仅存存放放位位置置属性，而原来则是棋子对象。属性，而原来则是棋子对象。现在的方案大大减少了对于空间的需求现在的方案大大减少了对于空间的需求享元模式定义享元模式定义运运用用共共享享技技术术有有效效地地支支持持大大量量细细粒粒度度对对象象的的复复用用。系系统统只只使使用用少少量量的的对对象象，而而这这些些对对象象都都很很相相似似，状状态态变变化化很很小小，可可以以实实现现对象的多次复用。对象的多次复用。由由于于享享元元模模式式要要求求能能够够共共享享的的对对象象必必须须是是细细粒粒度度对对象象，因因此此它它又又称称为为轻轻量量级级模模式式，它是一种它是一种对象结构型模式对象结构型模式享元模式动机享元模式动机当当系系统统中中对对象象数数量量太太多多时时，将将导导致致运运行行代代价价过高，带来性能下降等问题。过高，带来性能下降等问题。享享元元模模式式正正是是为为解解决决这这一一类类问问题题而而诞诞生生的的。享享元元模模式式通通过过共共享享技技术术实实现现相相同同或或相相似似对对象象的重用。的重用。在在享享元元模模式式中中可可以以共共享享的的相相同同内内容容称称为为内内部部状状态态(IntrinsicState)，而而那那些些需需要要外外部部环环境境来来设设置置的的不不能能共共享享的的内内容容称称为为外外部部状状态态(ExtrinsicState)可可以以通通过过设设置置不不同同的的外外部部状状态态使使得得相相同同的的对对象象可可以以具具有有一一些些不不同同的的特特征征，而而相相同同的的内内部部状态是可以共享的状态是可以共享的享元模式享元模式内内部部状状态态不不会会随随环环境境的的改改变变而而有有所所不不同同。外外部部状状态态是是随随环环境境的的改改变变而而改改变变的的。外外部部状状态态不能影响不能影响内部状态内部状态，它们相互独立，它们相互独立在在实实际际使使用用中中，能能够够共共享享的的内内部部状状态态是是有有限限的的，因因此此享享元元对对象象一一般般都都设设计计为为较较小小的的对对象象，这这种种对对象象称称为为细细粒粒度度对对象象。享享元元模模式式的的目目的的就就是是使使用用共共享享技技术术来来实实现现大大量量细细粒粒度度对对象象的的复用。复用。享元模式享元模式享元模式大幅度的降低内存中对象的数量享元模式大幅度的降低内存中对象的数量在在享享元元模模式式中中通通常常会会出出现现工工厂厂模模式式，需需要要创创建建一一个个享享元元工工厂厂来来负负责责维维护护一一个个享享元元池池用用于于存储具有相同内部状态的存储具有相同内部状态的享元对象享元对象。享元模式享元模式单纯享元模式单纯享元模式UML所所有有的的享享元元对对象象都都是是可可以以共共享享的的:即即所所有有抽抽象象享享元元类类的子类都可共享，不存在非共享具体享元类的子类都可共享，不存在非共享具体享元类。抽抽 象象 享享 元元(Flyweight)角角 色色：通通 过过 这这 个个 接接 口口flyweight可可以以接接受受并并作作用用于于外外部部状状态态。通通过过这这个个接接口口传传入入外外部部的的状状态态，在在享享元元对对象象的的方方法法处处理中可能会使用这些外部的数据。理中可能会使用这些外部的数据。具具体体享享元元(ConcreteFlyweight)角角色色：具具体体的的享享元元实实现现对对象象，必必须须是是可可共共享享的的，需需要要封封装装flyweight的内部状态的内部状态享享元元工工厂厂(FlyweightFactory)角角色色：负负责责创创建建和和管管理理享享元对象。元对象。必须保证享元对象可以被系统适当地共享必须保证享元对象可以被系统适当地共享。当当一一个个客客户户端端对对象象调调用用一一个个享享元元对对象象的的时时候候，享享元元工工厂厂角角色色会会检检查查系系统统中中是是否否已已经经有有一一个个复复合合要要求求的的享享元元对对象象。如如果果已已经经有有了了，享享元元工工厂厂角角色色就就应应当当提提供供这这个个已已有有的的享享元元对对象象；如如果果系系统统中中没没有有一一个个适适当当的的享享元元对对象象的的话话，享享元元工工厂厂角角色色就就应应当当创创建建一一个个合合适适的的享享元元对对象象。享享元元对对象象可可以以以以内内蕴蕴状状态态作作为为关关键键字字存存储储在在HashMap中中客客户户端端(Client)角角色色：此此角角色色需需要要提提供供享享元元对对象象的的外外蕴蕴状态状态享元模式享元模式享元模式的享元模式的核心核心在于享元工厂类在于享元工厂类.作作用用在在于于提提供供一一个个用用于于存存储储享享元元对对象象的的享享元池元池用用户户需需要要对对象象时时，首首先先从从享享元元池池中中获获取取，如如果果享享元元池池中中不不存存在在，则则创创建建一一个个新新的的享享元元对对象象返返回回给给用用户户，并并在在享享元元池池中中保保存存该该新增对象新增对象。publicabstractclassFlyweight/Methodspublicabstractvoidoperation(intextrinsicstate);publicclassConcreteFlyweightextendsFlyweightprivatestringintrinsicstate=A;/Methodspublicvoidoperation(intextrinsicstate)System.out.println(intrinsicstate.toString()System.out.println(extrinsicstate.toString();publicclassFlyweightFactoryprivateHashMapflyweights=newHashMap();publicFlyweightFactory()flyweights.put(X,newConcreteFlyweight();flyweights.put(Y,newConcreteFlyweight();flyweights.put(Z,newConcreteFlyweight();/MethodspublicFlyweightgetFlyweight(stringkey)return(Flyweight)flyweights.get(key);publicclassFlyweightClientpublicstaticvoidmain(Stringargs)intextrinsicstate=21,22,23,24,25;FlyweightFactoryf=newFlyweightFactory();/WorkwithdifferentflyweightinstancesFlyweightfx1=f.getFlyweight(X);fx.Operation(extrinsicstate0);Flyweightfx2=f.getFlyweight(X);fx.Operation(extrinsicstate3);Flyweightfy=f.getFlyweight(Y);fy.Operation(extrinsicstate1);Flyweightfz=f.getFlyweight(Z);fz.Operation(extrinsicstate2);复合享元模式的复合享元模式的UML将将一一些些单单纯纯享享元元使使用用合合成成模模式式加加以以复复合合，形形成复合享元对象。成复合享元对象。复复合合享享元元对对象象本本身身不不能能共共享享，但但它它可可以以分分解解成单纯享元对象，而后者可共享。成单纯享元对象，而后者可共享。复合享元模式的复合享元模式的UML1.抽抽象象享享元元角角色色：与与单单纯纯享享元元模模式式不不同同，它它的的子子类类对对象并不是都能共享。象并不是都能共享。2.具具体体享享元元角角色色：此此角角色色对对象象，在在合合成成模模式式中中，又又是是树叶对象，它能够被系统共享。树叶对象，它能够被系统共享。3.复复合合享享元元角角色色：复复合合享享元元角角色色所所代代表表的的对对象象是是不不能能共共享享的的，但但是是一一个个复复合合享享元元对对象象是是可可以以由由多多个个具具体体享元享元对象合成。对象合成。4.享享元元工工厂厂角角色色：和和单单纯纯享享元元模模式式中中的的享享元元工工厂厂角角色色一样，负责创建和管理享元对象。一样，负责创建和管理享元对象。5.客户端角色客户端角色：自行存储所有享元对象的外蕴状态。自行存储所有享元对象的外蕴状态。/抽象享元角色抽象享元角色abstractpublicclassFlyweightabstractpublicvoidoperation(Stringstate);/具体享元具体享元(ConcreteFlyweight)角色角色publicclassConcreteFlyweightextendsFlyweightprivateCharacterintrinsicState=null;publicConcreteFlyweight(Characterstate)this.intrinsicState=state;publicvoidoperation(Stringstate)System.out.print(nInternalState=+intrinsicState+ExtrinsicState=+state);/复合享元复合享元(UnsharableFlyweight)角色角色publicclassConcreteCompositeFlyweightextendsFlyweightprivateHashMapflies=newHashMap(10);privateFlyweightflyweight;publicConcreteCompositeFlyweight()publicvoidadd(Characterkey,Flyweightfly)flies.put(key,fly);publicvoidoperation(StringextrinsicState)Flyweightfly=null;for(Iteratorit=flies.entrySet().iterator();it.hasNext();)Map.Entrye=(Map.Entry)it.next();fly=(Flyweight)e.getValue();fly.operation(extrinsicState);/享元工厂享元工厂(FlyweightFactory)角色角色publicclassFlyweightFactoryprivateHashMapflies=newHashMap();privateFlyweightlnkFlyweight;publicFlyweightFactory()publicFlyweightfactory(StringcompositeState)ConcreteCompositeFlyweightcompositeFly=newConcreteCompositeFlyweight();intlength=compositeState.length();Characterstate=null;for(inti=0;ilength;i+)state=newCharacter(compositeState.charAt(i);System.out.println(factory(+state+);compositeFly.add(state,this.factory(state);returncompositeFly;publicFlyweightfactory(Characterstate)if(flies.containsKey(state)return(Flyweight)flies.get(state);elseFlyweightfly=newConcreteFlyweight(state);flies.put(state,fly);returnfly;publicvoidcheckFlyweight()Flyweightfly;inti=0;System.out.println(n=checkFlyweight()=);for(Iteratorit=flies.entrySet().iterator();it.hasNext();)Map.Entrye=(Map.Entry)it.next();System.out.println(Item+(+i)+:+e.getKey();System.out.println(n=checkFlyweight()=);/客户端客户端(Client)角色角色publicclassClientprivatestaticFlyweightFactoryfactory;publicstaticvoidmain(Stringargs)factory=newFlyweightFactory();Flyweightfly;/*fly=factory.factory(newCharacter(a);fly.operation();fly=factory.factory(newCharacter(b);fly.operation();fly=factory.factory(newCharacter(a);fly.operation();*/fly=factory.factory(abc);fly.operation(CompositeCall);/intrinsicFlyweightfactory.checkFlyweight();数据库连接池数据库连接池享享元元模模式式由由于于其其共共享享特特性性，可可以以使使用用在在任任何何池池化化的的操操作作中中，如线程池、数据库连接池等。如线程池、数据库连接池等。数数据据库库连连接接池池是是享享元元模模式式的的一一个个典典型型应应用用。在在该该应应用用中中，需需要要一一个个连连接接池池工工厂厂类类ConnectPool，它它是是多多个个连连接接Connection的的聚集聚集举例举例(FlyweightPatternonIntegerObject)Java:Integeri=13;Integerj=13;Integeri1=137;Integerj1=137;System.out.println(i=j);/trueSystem.out.println(i1=j1);/false在在Java中中,如果用到如果用到1字节字节以内的数字以内的数字它会它会把它缓存起来进行复用把它缓存起来进行复用(享元模式享元模式)Java:Stringc=Hello;Stringd=Hello;System.out.println(c=d);Stringa=newString(Hello);Stringb=newString(Hello);System.out.println(a=b);举例举例(FlyweightPatternonStringObject)举例举例Ext(JavaScriptlibrary)http:/ 是是 谁谁，取取 出出 来来 的的 都都 是是 同同 一一 辆辆 车车。用用Flyweight模式来实现上述功能要求模式来实现上述功能要求练习题练习题