Android的设计模式-享元模式

前言

Android的设计模式系列文章介绍,欢迎关注,持续更新中:

Android的设计模式-设计模式的六大原则
一句话总结23种设计模式则
创建型模式:
Android的设计模式-单例模式
Android的设计模式-建造者模式
Android的设计模式-工厂方法模式
Android的设计模式-简单工厂模式
Android的设计模式-抽象工厂模式
Android的设计模式-原型模式
行为型模式:
Android的设计模式-策略模式
Android的设计模式-状态模式
Android的设计模式-责任链模式
Android的设计模式-观察者模式
Android的设计模式-模板方法模式
Android的设计模式-迭代器模式
Android的设计模式-备忘录模式
Android的设计模式-访问者模式
Android的设计模式-中介者模式
Android的设计模式-解释器模式
Android的设计模式-命令模式
结构型模式:
Android的设计模式-代理模式
Android的设计模式-组合模式
Android的设计模式-适配器模式
Android的设计模式-装饰者模式
Android的设计模式-享元模式
Android的设计模式-外观模式
Android的设计模式-桥接模式

1.定义

使用共享对象可有效地支持大量的细粒度的对象.

2.介绍

  • 享元模式属于结构型模式。
  • 享元模式是池技术的重要实现方式,它可以减少重复对象的创建,使用缓存来共享对象,从而降低内存的使用。
  • 细粒度的对象其状态可以分为两种:内部状态和外部状态。

内部状态:对象可共享出来的信息,存储在享元对象内部并且不会随环境的改变而改变。
外部状态:对象依赖的一个标记是随环境改变而改变的,并且不可共享。

3.UML类图

享元模式UML类图.jpg
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。

4.实现

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。

4.1 创建抽象享元角色

定义一个单车接口,里面有个计费方法:

    public interface IBike {
        void billing(int time);
    }
4.2 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。

    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");
        }
    }
4.3 创建享元工厂

负责管理对象池和创建享元对象:

 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;
    }
}
4.4 客户端测试:
     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);
    }
输出结果:
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

5. 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。

6. 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和外部状态两部分,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。

8. Android中的源码分析

关于享元模式,我们接触到最多的还是Java中的String。如果字符串常量池中有此字符则直接返回,否则先在字符串常量池中创建字符串。
看下例子:

8.1 String例子

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

        System.out.println("s0 == s1 " + s0 == s1);
输出结果:
s0 == s1 true

可以看到s0s1指向了同一个引用。

8.2 总结

由于String采用了享元模式,可以防止程序创建过多相同的字符串,节省了内存。关于String类的详解,可以查看其他资料哈~

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