Android设计模式——享元模式(七大结构型)

1.享元模式介绍

        享元模式(Flyweight Pattern)是对象池的一种实现。享元模式用来尽可能减少内存使用量,适合用于可能存在大量重复对象的场景,来缓存可共享的对象,达到对象共享,避免创建过多对象的效果,这样一来就可以提升性能,避免内存移除等。

        享元对象中的部分状态是可以共享,可以共享的状态成为内部状态,内部状态不会随着环境变化;不可共享的状态称之为外部状态,它们会随着环境的改变而改变。在享元模式中会建立一个对象容器,在经典的享元模式中该容器为一个Map,他的键是享元对象的内部状态,它的值就是享元对象本身。客户端通过这个内部状态从享元工厂中获取享元对象,如果有缓存则使用缓存对象,否则创建一个享元对象并且存入容器中,这样一来就避免了创建过多对象的问题。

2.享元模式定义

使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象。

3享元模式的使用场景

1.系统中存在大量的相似对象。

2.细粒度的对象都具备较接近的外部状态,而且内部状态与环境无关,也就是说对象没有特定身份。

3.需要缓冲池的场景。

4.UML类图


UML类图

5.角色介绍

1.Flyweight:享元对象抽象基类或接口。

2.ConcreteFlayweight:具体的享元对象。

3.FlyweightFactory:享元工厂,负责管理享元对象池和创建享元对象。

6.例子

车票:Flyweight,享元对象抽象基类或接口
火车票:ConcreteFlyweight,具体的享元对象
车票工厂:享元工厂,FlyweightFactory(上图)
客户端调用(上图)

例子分析

        1.享元对象有抽象类或接口,然后对其进行实现,再写一个享元工厂,享元工厂负责管理享元对象池和创建享元对象。

        2.车票是一个接口,有一个showTicketInfo的方法,火车票是其具体实现类,然后车票工厂是享元工厂类,里面有个Map,享元对象没有就创建按并存入Map里,有就从Map里取出,例子里是把始发地和目的地作为Map的key值,把车票信息即享元对象作为Map的value值。始发地和目的地不会随着环境变化所以作为内部状态即key,车票信息会随时变化所以作为外部状态即value。

7.Android源码中的享元模式

        Handler 消息机制中的 Message 消息池就是使用享元模式复用了 Message 对象。使用 Message 时一般是用 Message.obtain 来获取消息。如果使用 new Message() 会构造大量的 Message 对象。Message相当于承担了享元模式中3个元素的职责,既是Flyweight抽象,又是ConcreteFlyweight角色,同时又承担了FlyweightFactory管理对象池的职责。如果通过new创建Message就会创建大量重复的Message对象,导致内存占用率高,频繁GC等问题,通过享元模式创建一个大小为50的消息池,避免了上述问题的产生。Message的享元模式并不是经典的实现方式,它没有内部,外部状态,集各个职责于一身,甚至更像一个对象池。

8.总结

        享元模式可以大大减少应用程序创建的对象,降低程序内存的占用,增强程序的性能,但同时也提高了系统的复杂性,需要分离出外部状态和内部状态,而且外部状态具有固化特性,不应该随内部状态而改变,否则导致系统的逻辑混乱。

        享元模式的优点在于它大幅度地降低内存中对象数量。但是,它做到这样的代价是很高的。享元模式使得系统更加复杂,为了使对象可以共享,需要将一些状态外化,使得程序的逻辑复杂化。享元模式将享元对象的状态外部化,而读取外部状态使得运行时间稍微变长。

PS:读《Android源码设计模式解析与实战》中的享元模式之后的一些笔记与感悟

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