Monday, January 18, 2021

Android Flyweight Pattern

 

試想一個情節:公司裡每個人都會有員工資訊,也都會有名片。假設名片是個類別時,對於每個員工,都需要 new 出名片的實體,而實際上名片裡也只是內容不同而已。當員工越多時,就需要 new 出越多名片物件,造成記憶體浪費,

共享物件,用來儘可能減少記憶體使用量以及分享資訊給儘可能多的相似物件。 Use sharing to support large numbers of fine-grained objects efficiently.



角色说明:
  • Flyweight(抽象享元角色):接口或抽象类,可以同时定义出对象的外部状态和内部状态的接口或实现。
  • ConcreteFlyweight(具体享元角色):实现抽象享元角色中定义的业务。
  • UnsharedConcreteFlyweight(不可共享的享元角色):并不是所有的抽象享元类的子类都需要被共享,不能被共享的子类可设计为非共享具体享元类;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。该对象一般不会出现在享元工厂中。
  • FlyweightFactory(享元工厂):管理对象池和创建享元对象。


最近共享单车非常火,就以共享单车为例。如果我们之前没用过共享单车的话,需要先交一份押金才能用;交过押金之后,第二次使用的话就可以直接用了,不用再次交押金。这就跟对象池非常像,如果池中没有这个对象的话,需要先创建一个对象;如果存在的话,则可以直接使用这个对象了。

创建抽象享元角色
定义一个单车接口,里面有个计费方法:

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    public interface IBike {
        void billing(int time);
    }
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创建具体享元角色
创建共享单车类,其中单价是它的内部状态,不随环境而改变;总价是它的外部状态,随着环境改变而改变。

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    public class ShareBike implements IBike {//共享单车类
        private int price = 1;//单价
        private int total;//总价

        @Override
        public void billing(int time) {
            total = price * time;
            System.out.println("骑车花费了" + total + "元");
        }
    }
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创建享元工厂
负责管理对象池和创建享元对象:

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 public class BikeFactory {
    private static Map<String, IBike> pool = new HashMap<>();//使用HashMap来保存IBike对象

    public IBike getBike(String name) {
        IBike bike = null;
        if (pool.containsKey(name)) {//如果存在对象的话,直接使用
            System.out.println("押金已交,直接用车:" + name);
            bike = pool.get(name);
        } else {//对象不存在的话,先创建对象
            bike = new ShareBike();
            pool.put(name, bike);
            System.out.println(name + "交100押金,可以用车了。");
        }
        return bike;
    }
}
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客户端测试
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     public void test() {
        BikeFactory factory=new BikeFactory();
        IBike ofo = factory.getBike("ofo");
        ofo.billing(2);
        IBike mobike = getBike("Mobike");
        mobike.billing(1);
        IBike ofo1 = getBike("ofo");
        ofo1.billing(3);
    }
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输出结果:
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ofo交100押金,可以用车了。
骑车花费了2元
Mobike交100押金,可以用车了。
骑车花费了1元
押金已交,直接用车:ofo
骑车花费了3元

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应用场景

  • 系统存在大量相似或相同的对象。
  • 外部状态相同类似情况下。
  • 需要缓冲池时。

优点

  • 大大减少了系统创建的对象,降低了程序内存的使用。

7. 缺点

  • 将对象分为内部状态外部状态两部分,导致系统变复杂,逻辑也更复杂。
  • 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。

Android中的源码分析

在 Java中,會維護一個String Pool,對於一些可以共享的字串物件,會先在String Pool中查找是否存在相同的String內容(字元相同),如果有就直接傳回,而不是直接創造一個新的 String 物件,因此上面的結果會顯示 true。


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        String s0 = "abc";
        String s1 = "abc";

        System.out.println("s0 == s1 " + s0 == s1);
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s0 == s1 true
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可以看到s0和s1指向了同一个引用。

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