享元模式

介绍

享元模式是对象池的一种实现,它的英文名叫做 Flyweight ,代表轻量级的意思。享元模式用来尽可能减少内存使用量,它适合于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的,可以共享的状态称为内部状态,内部状态不会随着环境变化,不可共享的状态称为外部状态,会随着环境改变而改变。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 ,它的键是享元对象的内部状态,它的值就是享元对象本身。客户端程序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,否则创建一个享元对象并存入容器,这样避免创建过多对象的问题。

定义

使用共享对象可有效地支持大量的细粒度对象

使用场景

  1. 系统中存在大量相似对象
  2. 细粒度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

角色介绍

  • ConcreFlyweight 具体的享元对象
  • FlyweightFactory 享元工厂,负责管理享元对象池和创建享元对象。

Android 源码中的享元模式

Message 的 obtain 方法解析

Message 通过在内部构建一个链表来维护一个被回收的 Message 对象的对象池,当用户调用 obtain 函数时会优先从池中取,如果池中没有可以复用的对象则创建新的 Message 对象,这些新创的 Message 对象再被使用之后会被回收到这个对象池中,当下次调用 obtain 函数时,他们会被 复用。这里的 Message 相当于承担了享元模式中 3 个元素的职责,即是 Flyweight 抽象,又是 ConcreteFlyweight 角色,同时又承担了 FlyweightFactory 管理对象池的职责。因为 Android 应用是事件驱动的,因此,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,避免了上述问题的发生,是的以上问题迎刃而解。当然,这里的享元模式不是经典的实现方式,他没有内部外部状态,集各个职责于一身,甚至它更像一个对象池,我们关注的是灵活运用模式本身来解决问题。

总结

享元模式实现比较简单,它的作用在某些场景是极其重要的,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。

同事提高了系统复杂性,需要分离出外部和内部状态,而且外部状态有固化特性,不应随内部状态改变而改变。

优点

大幅度降低内存中对象的数量

缺点

  1. 使系统更复杂
  2. 将享元对象的状态外部化,读取外部状态运行时间稍变长
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