也談一下“享元模式”

愛上soso · 發(fā)表于 2013-8-28 16:29

2本篇我們將會講述結(jié)構(gòu)性模式中的另外一個非常有用的模式-享元模式，享元模式的特點是，復用我們內(nèi)存中已存在的對象，降低系統(tǒng)創(chuàng)建對象實例的性能消耗。在.NET下的值類型和引用類型的內(nèi)存分配機制，我這里就不做詳細的講解了，包括引用類型與值類型之間的裝箱和拆箱的操作，這個具體
的可以參考園子里面的關于這方面的文章的討論。
我們來給出個簡單的享元模式的應用前后的對比圖，大概我們就知道享元模式的重要作用了。
我們這里以繪制一個有樣式的字體來說明吧，有的時候我們想繪制一個純色的文字，比如紅色，那么我們可能需要創(chuàng)建很多的實例，通常來說，這些
實例的差別不大，這個時候，我們可以考慮復用其中創(chuàng)建的某個實例，而不用去new這么多相同的對象，來完成這樣的工作。我們下面以這個例子來說
明，使用享元模式的前后對比的情況。
使用享元模式前：

使用享元模式后：

通過上圖我們可以大概的看出享元模式的目的是什么，本篇將會從以下幾點出發(fā)，講述享元模式的應用。
1、享元模式的特點和場景。
2、享元模式的經(jīng)典實現(xiàn)。
3、享元模式的其他方案。
4、享元模式小結(jié)。
下面我們來看下享元模式的類圖吧：

   a、上篇回顧。
   b、摘要。
   c、本文大綱。
   d、享元模式的特點及使用場景。
   e、享元模式的經(jīng)典實現(xiàn)。
   f、享元模式的其他方案。
   g、享元模式使用總結(jié)。
   h、系列進度。
   i、下篇預告。
   享元模式的意圖是通過共享有效支持大量細粒度的對象，來提供應用程序的性能，節(jié)省系統(tǒng)中重復創(chuàng)建對象實例的性能消耗，這個怎么理解呢？其實就是以下幾點的含義：
1、當我們系統(tǒng)中某個對象類型的實例較多的情況。
2、并且要求這些實例進行分類后，發(fā)現(xiàn)真正有區(qū)別的分類很少的情況。
   例如我們的生活中很多的場景，我們在使用拼音輸入的法的時候，如果說我們每個字都是new一個對象實例的操作的話，那么內(nèi)存中的實例就太可
怕，這個時候，我們是不是可以考慮將這些重復的字體在內(nèi)存中只是創(chuàng)建一次，而是通過復用對象的形式，來組織一些可能有多個字符重復的內(nèi)容呢？
也許這是一個不錯的主意，我們來看看這個示例的過程吧。

      1、當我們發(fā)現(xiàn)某個類型的對象有大量的實例時，我們是否可以對這些實例進行分類，經(jīng)過分類后，我們發(fā)現(xiàn)只有很少的類別的情況下。
      2、我們發(fā)現(xiàn)通過使用享元模式后能夠提高系統(tǒng)的性能和不會帶來更多的復雜度時。
   享元模式一般是給出本地內(nèi)存資源節(jié)省的一個方案，并不適合互聯(lián)網(wǎng)上的分布式應用的情況，不過享元模式對于排他性的要求資源的控制，是個不
錯的選擇的。
   我們下面來根據(jù)上面的我們對輸入法中的字體來進行分析，給出相關的示例代碼：
   字體類型的基類：
public class FontBase
{
      private List<string> font = new List<string>();
      private string fontName;
      public FontBase(string name)
      {
         this.fontName = name;
      }
      public FontBase AddFont(string font)
      {
         this.font.Add(font);
         return this;
      }
      public virtual string FontName
      {
         get
         {
            return this.fontName;
         }
      }
}
具體的文字類型類：
public class ChineseFont : FontBase
{
      public ChineseFont()
         : base("ChineseFont")
      {
         base.AddFont("ChineseFont");
      }
}
public class EnglishFont : FontBase
{
      public EnglishFont()
         : base("EnglishFont")
      {
         base.AddFont("EnglishFont");
      }
}
具體的創(chuàng)建工廠類：
public class FontFactory
{
      private  Dictionary<string, FontBase> fonts = new Dictionary<string, FontBase>();
      public  FontBase Create(string name)
      {
         FontBase fontBase = fonts[name];
         if (fontBase != null)
            return fontBase;
         fontBase = (FontBase)Activator.CreateInstance(Type.GetType(name));
         return fontBase;
      }
}
通過上面實例的講解我們知道，我們通過緩存對象類型的形式來控制對象實例的創(chuàng)建過程，經(jīng)典的模式中沒有體現(xiàn)共享的狀態(tài)，比如說我們在外部可能對于
享元對象來說是不共享的，內(nèi)部是共享的。下面我們來看看享元模式的變種吧。
         對于上面的經(jīng)典方案帶來的問題，可能我們需要更好的考慮，我們?nèi)绾螒獙Χ喾N對象類型，我們?nèi)绾喂芾聿⒐蚕磉@些對象實例，這些都是我們需要考慮的問
題，經(jīng)過上面的思考，我們這里可以參考我們平時開發(fā)的ORM中的連接池的思路，我們這里對享元模式提供-對象池的技術。
         我們在配置文件中控制對象池中的某個類型對象實例的數(shù)量，對象的生命周期的時間，默認初始化多少個對象實例，以提前準備，為后續(xù)的使用提供服務。
         我們這里可以設計出這個專門的對象池，我們可以提供如下的功能：
         1、根據(jù)對象類型動態(tài)的創(chuàng)建對象實例。
         2、根據(jù)對象池中的配置，在對象池中找到空閑的實體提供給程序調(diào)用，減少創(chuàng)建對象的次數(shù)。
         3、我們需要設計每個類型的緩沖池，通過把對象進行緩存，提供性能。如果對象池中的對象長期不會調(diào)用，那么我們會提供一個銷毀對象的機制。
我們來看看對象池的設計結(jié)構(gòu)吧：

通過上面的幾個組件，來協(xié)調(diào)完成對象池的工作。
這里給出相關的示例代碼：
我們先給出配置文件配置緩沖池的配置信息：

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