Javaデザインパターンのフライ級モデル（11）

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デザインパターンの学習、近い将来23のデザインパターンについてブログを書きますので、お楽しみに〜
—2021 / 1/12

定義

フライウェイトモデルとも呼ばれ、共有テクノロジーを使用して、多数のきめの細かいオブジェクトを効果的にサポートします。

Baidu百科事典

使用するシーン

アプリケーションが多数のオブジェクトを使用し、これらのオブジェクトによって多くのストレージオーバーヘッドが発生する場合は、フライウェイトモデルを使用できるかどうかを検討できます。

たとえば、オブジェクトのきめ細かいインスタンスが多数生成され、これらのインスタンスがいくつかのパラメータを除いて基本的に同じである場合、それらの共有パラメータをクラスの外に移動して、メソッドが呼び出されると、多数の単一インスタンスを共有することができます。

問題分析

正方形、長方形、円、三角形を作成したいとします。

通常の考え方は次のとおりです。ファクトリモデルを使用します。これらは非常に類似しており、一連の「製品」に属していますが、複数のインスタンスが作成され、メモリの浪費が発生します。

解決策：
それらを統合し、関連するコードとデータを共有します。これは、シングルトンモデルにいくらか似ています。ここでは、Flyweightモデルの列を使用します。

フライ級モードとシングルトンモードの違い

• シングルトンモードは、システム全体が1つのインスタンスを共有することです
• フライウェイトモードでは、システム全体が同じタイプの複数のオブジェクトを共有し、フライウェイトモードの共有オブジェクトは必要に応じて割り当てられ、存在しない場合は自動的に作成されます。
• シングルトンモードでは、2番目のインスタンスは作成されません
• Flyweightモデルの共有オブジェクトは、スレッドに対してプライベートである必要があります。たとえば、共有自転車。共有されていても、あなたのものですが、借りて返済し、ある程度共有します。

外部状態と内部状態

• 内部状態は共有でき、Flyweightに保存でき、環境の変化によって変化することはありません。
• 外部状態は共有できず、環境の変化に伴って変化するため、外部状態はクライアントによって維持されます（環境の変化はクライアントによって引き起こされるため）。

ここで理解していなくても構いません。コードを読めば理解できます！

UML类图(2.1)：

役割分析

• Abstract Flyweight：特定のFlyweightに実装する必要のあるメソッドを指定し、外部状態はこのメソッドを介してパラメーターの形式で渡されます。Javaでは、抽象クラスとインターフェースを使用できます。

• ConcreteFlyweight：抽象的な役割を実装するためのメソッド。内部状態がある場合は、内部状態のストレージスペースを提供する責任があります。

• FlyweightFactoryロール（FlyweightFactory）：FlyweightFactoryロールの作成と管理を担当します。共有の目的を達成するためには、この役割の実現が鍵となります！

• クライアントロール（クライアント）：すべてのフライウェイトオブジェクトへの参照を維持し、対応する外部状態を保存する必要もあります

ここで理解していなくても構いません。コードを読めば理解できます！

内部ステータスコードの実装

IShape（抽象的なフライ級の役割）：

public interface IShape {
    
    
    public void showShape();
}

ShapeImpl（特定のフライ級の役割）：

public class ShapeImpl  implements IShape{
    
    

    //内部享元部分 (形状)
    private String type = "";

    public ShapeImpl(String type) {
    
    
        this.type = type;
    }

    @Override//外部享元角色
    public void showShape() {
    
    
        Log.i("享元模式","绘制 "+type+" 成功 ");
    }
}

ここでのタイプは共有可能な内部状態であり、環境の変化によって変化することはありません。

ShapeFactory（フライ級ファクトリーの役割）

public class ShapeFactory {
    
    

    HashMap<String,ShapeImpl> hashMap = new HashMap<>();
	//设置type
    public IShape getShape(String type){
    
    
        if (!hashMap.containsKey(type)) {
    
    
                hashMap.put(type,new ShapeImpl(type));
       }
        return hashMap.get(type);
    }

	//获取hashMap数量
    public int getShapeSize(){
    
    
        return hashMap.size();
    }
}

ここでHashMapを使用する理由

HashMapの機能：

• HashMapの最下層は、主に配列とリンクリストに基づいています。
• クエリ速度が比較的速い理由は、主にハッシュコードを計算して保存場所を決定するためです。
• HashMapはシリアル化できます。スレッドセーフではありません。
• HashMapは、キーが一意であることを保証できます

HashMapはキーが一意であることを保証できるため、キーが渡されると、対応するオブジェクトが存在する場合は返されます。オブジェクトが作成されていない場合は、「シングルトン」の効果が得られます。

HashMapスレッドは安全ではないため、フライウェイトモードをマルチスレッドの状況で使用することはお勧めしません。

試験方法：

ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();
IShape shape1 = shapeFactory.getShape("正方形");
IShape shape2 = shapeFactory.getShape("正方形");
IShape shape3 = shapeFactory.getShape("三角形");
IShape shape4 = shapeFactory.getShape("正方形");
shape1.showShape();
shape2.showShape();
shape3.showShape();
shape4.showShape();

Log.i("享元模式","总个数为: "+shapeFactory.getShapeSize()+"");

Log图(1.1)：

3つの正方形が格納されていますが、内部に2つのタイプ（正方形と三角形）しかないため、印刷されたものの総数は2つであることがわかります。

しかし、コードは内部状態にのみ使用され、外部状態はなく、外部状態を追加していることがわかります。

外部ステータスコードの実装

IShape（抽象的なフライ級の役割）：

public interface IShape {
    
    
    //由客户端输入外部状态 
    public void showShape(Color color);
}

ここでの色は外部状態であり、外部状態は共有できず、外部状態はお客様が入力し、環境の変化に応じて変化します。

色（外部状態）：

public class Color {
    
    
    private String color = "";
    public Color(String color) {
    
    
        this.color = color;
    }
    public String getColor() {
    
    
        return color;
    }
}

ShapeImpl（特定のフライ級の役割）：

public class ShapeImpl  implements IShape{
    
    

    //共享部分 (形状)
    private String type = "";

    public ShapeImpl(String type) {
    
    
        this.type = type;
    }

    @Override//外部享元角色
    public void showShape(Color color) {
    
    
        Log.i("享元模式","绘制 "+type+" 成功 颜色为:"+color.getColor());
    }
}

ここでのタイプは共有可能な内部状態であり、環境の変化によって変化することはありません。

ShapeFactory（フライ級ファクトリーの役割）

public class ShapeFactory {
    
    

    HashMap<String,ShapeImpl> hashMap = new HashMap<>();

    public IShape getShape(String type){
    
    
        if (!hashMap.containsKey(type)) {
    
    
                hashMap.put(type,new ShapeImpl(type));
       }
        return hashMap.get(type);
    }
    public int getShapeSize(){
    
    
        return hashMap.size();
    }
}

試験方法：

ShapeFactory shapeFactory = new ShapeFactory();

IShape shape1 = shapeFactory.getShape("正方形");
IShape shape2 = shapeFactory.getShape("正方形");
IShape shape3 = shapeFactory.getShape("三角形");
IShape shape4 = shapeFactory.getShape("正方形");

shape1.showShape(new Color("红色"));
shape2.showShape(new Color("红色"));
shape3.showShape(new Color("黄色"));
shape4.showShape(new Color("黑色"));

Log.i("享元模式","总个数为: "+shapeFactory.getShapeSize()+"");

Log图(1.2)：

外部状態は、ユーザーが定義した外部に公開されているため、
共有できません。内部状態は共有されます。同じ値の場合、再作成されず、共有状態が使用されます。

完全なコード

デザインパターン/デザイン原則のホームページに移動します

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