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Java 设计模式(18) —— 蝇量模式

Java 设计模式(18) —— 蝇量模式

作者: 磊_lei | 来源:发表于2018-06-04 09:07 被阅读7次

    一、蝇量模式

    通过共享的方式高效地支持大量细粒度的对象。

    蝇量模式

    二、示例

    景观设计软件项目:现在有一个设计景观展示的项目,项目内部已经有的对象有树,树的属性有年龄,x、y的坐标。现在要表示成一个森林,则需要通过大量的树模拟成森林

    每一颗树的属性和方法都是相同的,只是值不同

    传统方法就是定义大量的树对象,当成森林使用时则循环遍历每一颗树的内部方法就行。

    
    /**
     * 传统模式,树的对象,包含树的x,y坐标和年龄
     */
    public class Tree {
        private int xCoord, yCoord, age;
    
        public Tree(int xCoord, int yCoord, int age) {
            this.xCoord = xCoord;
            this.yCoord = yCoord;
            this.age = age;
        }
    
        public void display() {
            // System.out.print("x");
        }
    }
    
    
    /**
     * 测试传统模式,一个对象一个类,用到时循环遍历
     */
    public class TreesTest {
    
        private int length = 10000000;
        private Tree[] treelst = new Tree[length];
    
        public TreesTest() {
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                treelst[i] = new Tree((int) (Math.random() * length),
                        (int) (Math.random() * length),
                        (int) (Math.random() * length) % 5);
            }
        }
    
        public void display() {
            for (int i = 0, len = treelst.length; i < len; i++) {
                treelst[i].display();
            }
        }
    
    }
    
    
    /**
     * 传统模式,将树定义成单个对象,模拟森林时则直接通过遍历遍历一个个的对象,占用内存较大,耗时较长
     */
    public class MainTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            showMemInfo();
            TreesTest mTreesTest;
            mTreesTest = new TreesTest();
    
            showMemInfo();
            mTreesTest.display();
            showMemInfo();
        }
    
        public static void showMemInfo() {
            // 最大内存:
            long max = Runtime.getRuntime().maxMemory();
            // 分配内存:
            long total = Runtime.getRuntime().totalMemory();
            // 已分配内存中的剩余空间 :
            long free = Runtime.getRuntime().freeMemory();
            // 已占用的内存:
            long used = total - free;
    
            System.out.println("最大内存 = " + max);
            System.out.println("已分配内存 = " + total);
            System.out.println("已分配内存中的剩余空间 = " + free);
            System.out.println("已用内存 = " + used);
            System.out.println("时间 = " + System.currentTimeMillis());
            System.out.println();
    
        }
    
    }
    

    虽然这种方式也可以实现需求,但是由于树的对象数量较大,则运行时占用内存更高,耗时较长

    三、蝇量模式

    由于每一个树对象的属性和方法都是相同的,只是属性的值不同。则可以蝇量模式,定义一个树的管理者对象,内部定义多个集合来存储所有树的单个属性,则当成森林调用时只用调用这个管理者对象即可

    
    /**
     * 蝇量模式,重新定义一个对象模拟森林,在对象内部用集合重新定义多个树对象的属性
     */
    public class TreeManager {
    
        private int length = 10000000;
        int[] xArray = new int[length], yArray = new int[length],
                AgeArray = new int[length];
    
        private TreeFlyWeight mTreeFlyWeight;
    
        public TreeManager() {
    
            mTreeFlyWeight = new TreeFlyWeight();
            for (int i = 0; i < length; i++) {
    
                xArray[i] = (int) (Math.random() * length);
                yArray[i] = (int) (Math.random() * length);
                AgeArray[i] = (int) (Math.random() * length) % 5;
    
            }
    
        }
    
        public void displayTrees() {
    
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                mTreeFlyWeight.display(xArray[i], yArray[i], AgeArray[i]);
            }
        }
    
    }
    
    
    /**
     * 蝇量模式,定义新的对象将树对象的各属性内部定义成集合,则调用时只用调用这一个对象即可
     * 占用内存更少,耗时更短
     */
    public class MainTest {
    
        public static void main(String[] args) {
    
            showMemInfo();
    
            TreeManager mTreeManager;
            mTreeManager = new TreeManager();
    
            showMemInfo();
            mTreeManager.displayTrees();
            showMemInfo();
    
        }
    
        public static void showMemInfo() {
            // 已分配内存中的剩余空间 :
            long free = Runtime.getRuntime().freeMemory();
            // 分配内存:
            long total = Runtime.getRuntime().totalMemory();
            // 最大内存:
            long max = Runtime.getRuntime().maxMemory();
            // 已占用的内存:
    
            long used = total - free;
    
            System.out.println("最大内存 = " + max);
            System.out.println("已分配内存 = " + total);
            System.out.println("已分配内存中的剩余空间 = " + free);
            System.out.println("已用内存 = " + used);
            System.out.println("时间 = " + System.currentTimeMillis());
            System.out.println();
        }
    
    }
    

    四、总结

    1. 优点:

      • 减少运行时的对象实例个数,节省创建开销和内存
      • 将许多“虚拟”对象的状态集中管理
    2. 缺点:

      • 系统设计更加复杂
      • 需要专门维护对象的外部状态
    3. 适用场合:

      • 需要大量细粒度对象
      • 这些对象的外部状态不多
      • 按照内部状态分成几个组,每一个组都仅用一个蝇量对象代替

    Java设计模式所有示例代码,持续更新中

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