设计模式之Flyweight

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，但是假如真正使用起来，有时对象数可能显得很庞大，比如，字处理软件，假如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，假如有，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。

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: