设计模式实现对象的复用——享元模式的概述和角色解析

当一个系统中运行时产生的对象数量太多, 将导致运行代价过高, 带来系统性能下降的问题.

享元模式: 运用共享技术有效的支持大量细粒度对象的复用. 系统只使用少量的对象, 而这些对下行都很相似, 状态变化很小, 可以实现对象的多次复用. 由于享元模式要求能够共享对象必须是细粒度的对象, 因此又称为轻量级模式, 它是一种对象结构型模式.

在享元模式结构图中包含如下几个角色&＃xff1a;

• Flyweight&＃xff08;抽象享元类&＃xff09;&＃xff1a;通常是一个接口或抽象类&＃xff0c;在抽象享元类中声明了具体享元类公共的方法&＃xff0c;这些方法可以向外界提供享元对象的内部数据&＃xff08;内部状态&＃xff09;&＃xff0c;同时也可以通过这些方法来设置外部数据&＃xff08;外部状态&＃xff09;。
• ConcreteFlyweight&＃xff08;具体享元类&＃xff09;&＃xff1a;它实现了抽象享元类&＃xff0c;其实例称为享元对象&＃xff1b;在具体享元类中为内部状态提供了存储空间。通常我们可以结合单例模式来设计具体享元类&＃xff0c;为每一个具体享元类提供唯一的享元对象。
• UnsharedConcreteFlyweight&＃xff08;非共享具体享元类&＃xff09;&＃xff1a;并不是所有的抽象享元类的子类都需要被共享&＃xff0c;不能被共享的子类可设计为非共享具体享元类&＃xff1b;当需要一个非共享具体享元类的对象时可以直接通过实例化创建。
• FlyweightFactory&＃xff08;享元工厂类&＃xff09;&＃xff1a;享元工厂类用于创建并管理享元对象&＃xff0c;它针对抽象享元类编程&＃xff0c;将各种类型的具体享元对象存储在一个享元池中&＃xff0c;享元池一般设计为一个存储“键值对”的集合&＃xff08;也可以是其他类型的集合&＃xff09;&＃xff0c;可以结合工厂模式进行设计&＃xff1b;当用户请求一个具体享元对象时&＃xff0c;享元工厂提供一个存储在享元池中已创建的实例或者创建一个新的实例&＃xff08;如果不存在的话&＃xff09;&＃xff0c;返回新创建的实例并将其存储在享元池中。

在享元模式中引入了享元工厂类&＃xff0c;享元工厂类的作用在于提供一个用于存储享元对象的享元池&＃xff0c;当用户需要对象时&＃xff0c;首先从享元池中获取&＃xff0c;如果享元池中不存在&＃xff0c;则创建一个新的享元对象返回给用户&＃xff0c;并在享元池中保存该新增对象。

这个设计模式在OC中的应用, 例如UITableViewCell的复用就是, 例如UICollectionViewCell的复用就是. 用的地方不太多, 但是用处还是比较大的, 如果不适用这样的方法减少对象的创建, 在滑动tableview时候肯定会导致内存的暴增!

3.1 单纯享元模式

在单纯享元模式中, 所有的具体享元类都是共享的, 不存在非共享的享元类.

3.2 复合享元模式

将一些单纯享元对象使用组合模式加一组合, 可以形成复合享元对象, 这样的对象本身不能共享, 但是他们能够分解成单纯享元对象, 而后者可以共享. 复合膜是结构图如下所示:

通过复合享元模式, 可以确保享元类中包含的每个单纯享元类都有相同的外部状态, 而这些单纯享元内部状态往往可以不同. 如果希望多个内部状态不同的享元对象设置相同的外部状态, 可以考虑使用复合享元模式.

当系统中存在大量相同或者相似的对象时候, 享元模式是一种较好的解决方案, 它通过共享技术实现相同或者相似的细粒度对象的复用, 从而节约了内存空间, 提高了系统性能. 相比其它结构型设计模式, 享元模式的使用频率并不是很高, 但是作为一种以"节约内存, 提高性能"为出发点的设计模式, 它在软件开发中, 还是得到了一定程度上的应用.

4.1 主要优点

1. 可以极少的减少内存对象的数量, 使得相同或者相似的对象再内存中只保存一份, 从而可以节约系统资源, 提高系统性能.
2. 享元模式的外部状态相对独立, 而且不会影响其内部状态, 从而使得享元对象可以在不同的环境中被共享.

4.2 主要缺点

1. 享元模式使得系统变得复杂, 需要分离内部状态和外部状态, 使得系统的逻辑复杂化.
2. 为了使对象可以共享, 享元模式需要将享元对象的部分状态外部化, 而读取外部状态将使得运行时间变长.

4.3 使用场景

1. 一个系统中有大量相同或者相似的对象, 造成内存的大量耗费.
2. 对象的大部分状态都可以外部化, 可以将这些状态传入对象中.
3. 在使用享元模式时候需要维护一个存储享元对象的享元池, 而这需要耗费一定的系统资源, 因此应当在需要重复使用享元对象时才值得使用享元模式.

Reference: http://blog.csdn.net/lovelion/article/details/7667781