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公共交通(如公共汽车)已有一百多年的历史了。大量去往相同方向的乘客可以分担保有和经营车辆(如公共汽车)的费用。公共汽车有多个站台,乘客沿着路线在接近他们目的地的地方上下车。到达目的地的费用仅与行程有关。跟保有车辆相比,乘坐公共汽车要便宜得多。这就是利用公共资源的好处。
在面向对象软件设计中,我们利用公共对象不仅能节省资源还能提高性能。比方说,某个人物需要一个类的一百万个实例,但我们可以把这个类的一个实例让大家共享,而把某些独特的信息放在外部,节省的资源可能相当可观(一个实例与一百万个实例的差别)。共享的对象只提供某些内在的信息,而不能用来识别对象。专门用于设计可共享对象的一种设计模式叫做享元模式。
何为享元模式?
实现享元模式需要两个关键组件,通常是可共享的享元对象和保存它们的池。某种中央对象为何这个池,并从它返回适当的实例。工厂是这一角色的理想候选。它可以通过一个工厂方法,根据父类型返回各种类型的具体享元对象,其主要的目的就是为何池中的享元对象,并适当地从中返回享元对象。
使得享元对象是轻量级的最重要原因是什么呢?不是它们的大小,而是通过共享能够节省的空间总量。某些对象的独特状态可以拿到外部,在别处管理,其余部分被共享。比如说,原来需要一个类的一百万个对象,但因为这个类的对象为享元,现在只要一个就够了。这就是由于可共享的享元对象让整个系统变得轻量的原因。通过仔细的设计,内存的节省非常可观。在iOS开发中,节省内存意味着提升整体性能。
享元模式:运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。
何时使用享元模式?
@:应用程序使用很多对象。
@:在内存中保存对象会影响内存性能。
@:对象的多数特有状态可以放到外部而轻量化。
@:移除了外在状态后,可以用较少的共享对象替代原来的那组对象。
@:应用程序不依赖于对象标识,因为共享对象不能提供唯一的标识。
享元模式的实例应用
我们创建一个WebSiteFactory工厂类,来维护池中的享元对象,根据父类型返回各种类型的具体享元对象,代码如下:
#import <Foundation/Foundation.h> #import "WebSiteProtocol.h" @interface WebSiteFactory : NSObject @property (nonatomic, strong) NSDictionary *flyweights; //共享对象 - (id<WebSiteProtocol>)getWebSiteCategory:(NSString *)webKey; - (NSInteger)getWebSiteCount; @end
#import "WebSiteFactory.h" #import "ConcreteWebSite.h" @implementation WebSiteFactory - (instancetype)init { self = [super init]; if (self) { _flyweights = [NSDictionary dictionary]; } return self; } - (id<WebSiteProtocol>)getWebSiteCategory:(NSString *)webKey { __block id<WebSiteProtocol> webset = nil; [self.flyweights enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) { if (webKey == key) { webset = obj; *stop = YES; } }]; if (webset == nil) { ConcreteWebSite *concreteWebset = [[ConcreteWebSite alloc] init]; concreteWebset.webName = webKey; webset = concreteWebset; NSMutableDictionary *mutabledic = [NSMutableDictionary dictionaryWithDictionary:self.flyweights]; [mutabledic setObject:webset forKey:webKey]; self.flyweights = [NSDictionary dictionaryWithDictionary:mutabledic]; } return webset; } - (NSInteger)getWebSiteCount { return self.flyweights.count; } @end
代码中的getWebSiteCategory方法可以返回具体的享元对象,返回的这个享元对象同时遵守WebSiteProtocol的协议,WebSiteProtocol的代码如下:
#import <Foundation/Foundation.h> #import "User.h" @protocol WebSiteProtocol <NSObject> - (void)use:(User *)user; @end
ConcreteWebSite的代码如下:
#import <Foundation/Foundation.h> #import "WebSiteProtocol.h" @interface ConcreteWebSite : NSObject <WebSiteProtocol> @property (nonatomic, copy) NSString *webName; @end
#import "ConcreteWebSite.h" @implementation ConcreteWebSite - (void)use:(User *)user { NSLog(@"网站分类:%@ 用户名字:%@", self.webName, user.userName); } @end
User的代码如下:
#import <Foundation/Foundation.h> @interface User : NSObject @property (nonatomic, copy) NSString *userName; @end
#import "User.h" @implementation User @end
至此,享元模式的代码已经完成了,我们来看下在客户端怎么使用享元模式,代码如下:
#import "ViewController.h" #import "WebSiteProtocol.h" #import "WebSiteFactory.h" #import "ConcreteWebSite.h" #import "User.h" typedef id<WebSiteProtocol> WebsiteType; @interface ViewController () @end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // 通过工厂方法返回各种具体享元对象,维护池中的享元对象 WebSiteFactory *factory = [[WebSiteFactory alloc] init]; // 返回具体的享元对象 WebsiteType type1 = [factory getWebSiteCategory:@"首页"]; User *user1 = [[User alloc] init]; user1.userName = @"张三"; // 享元对象都具有use方法 [type1 use:user1]; WebsiteType type2 = [factory getWebSiteCategory:@"商店"]; User *user2 = [[User alloc] init]; user2.userName = @"李四"; [type2 use:user2]; WebsiteType type3 = [factory getWebSiteCategory:@"案例"]; User *user3 = [[User alloc] init]; user3.userName = @"王五"; [type3 use:user3]; NSInteger count = [factory getWebSiteCount]; NSLog(@"个数: %ld", (long)count); } - (void)didReceiveMemoryWarning { [super didReceiveMemoryWarning]; // Dispose of any resources that can be recreated. } @end
输出如下:
2015-09-12 15:59:55.322 FlyweightPattern[42020:1723017] 网站分类:首页 用户名字:张三 2015-09-12 15:59:55.322 FlyweightPattern[42020:1723017] 网站分类:商店 用户名字:李四 2015-09-12 15:59:55.322 FlyweightPattern[42020:1723017] 网站分类:案例 用户名字:王五 2015-09-12 15:59:55.323 FlyweightPattern[42020:1723017] 个数: 3
分享相同的资源以执行任务,可能比使用个人的资源完成同样的事情更加高效。享元模式可以通过共享一部分必需的对象,来节省大量的内存。
Demo链接地址:https://github.com/guoshimeihua/FlyweightPattern.git
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原文地址:http://my.oschina.net/daguoshi/blog/505322