内容简介:作者按:《每天一个设计模式》旨在初步领会设计模式的精髓,目前采用享元模式:运用共享技术来减少创建对象的数量,从而减少内存占用、提高性能。享元模式虽然名字听起来比较高深,但是实际使用非常容易:
作者按:《每天一个设计模式》旨在初步领会 设计模式 的精髓,目前采用 javascript
和 python
两种语言实现。诚然,每种设计模式都有多种实现方式,但此小册只记录最直截了当的实现方式 :)
0. 项目地址
1. 什么是“享元模式”?
享元模式:运用共享技术来减少创建对象的数量,从而减少内存占用、提高性能。
-
享元模式提醒我们将一个 对象的属性划分为内部和外部状态
。
- 内部状态:可以被对象集合共享,通常不会改变
- 外部状态:根据应用场景经常改变
- 享元模式是 利用时间换取空间 的优化模式。
2. 应用场景
享元模式虽然名字听起来比较高深,但是实际使用非常容易: 只要是需要大量创建重复的类的代码块,均可以使用享元模式抽离内部/外部状态 ,减少重复类的创建。
为了显示它的强大,下面的代码是简单地实现了大家耳熟能详的“对象池”,以彰显这种设计模式的魅力。
3. 代码实现
这里利用 python
和 javascript
实现了一个“ 通用对象池
”类– ObjectPool
。这个类管理一个装载空闲对象的数组,
如果外部需要一个对象,直接从对象池中获取,而不是通过 new
操作
。
对象池可以大量减少重复创建相同的对象,从而节省了系统内存,提高运行效率。
为了形象说明“享元模式”在“对象池”实现和应用,特别准备了模拟了 File
类,并且模拟了“文件下载”操作。
通过阅读下方代码可以发现:
对于 File
类,内部状态是 pool
属性和 download
方法;外部状态是 name
和 src
(文件名和文件链接)
。借助对象池,实现了 File
类的复用。
注:为了方便演示, Javascript
实现的是并发操作, Python
实现的是串行操作。输出结果略有不同。
3.1 Python 3 实现
from time import sleep class ObjectPool: # 通用对象池 def __init__(self): self.__pool = [] # 创建对象 def create(self, Obj): # 对象池中没有空闲对象,则创建一个新的对象 # 对象池中有空闲对象,直接取出,无需再次创建 return self.__pool.pop() if len(self.__pool) > 0 else Obj(self) # 对象回收 def recover(self, obj): return self.__pool.append(obj) # 对象池大小 def size(self): return len(self.__pool) class File: # 模拟文件对象 def __init__(self, pool): self.__pool = pool def download(self): # 模拟下载操作 print('+ 从', self.src, '开始下载', self.name) sleep(0.1) print('-', self.name, '下载完成') # 下载完毕后,将对象重新放入对象池 self.__pool.recover(self) if __name__ == '__main__': obj_pool = ObjectPool() file1 = obj_pool.create(File) file1.name = '文件1' file1.src = 'https://download1.com' file1.download() file2 = obj_pool.create(File) file2.name = '文件2' file2.src = 'https://download2.com' file2.download() file3 = obj_pool.create(File) file3.name = '文件3' file3.src = 'https://download3.com' file3.download() print('*' * 20) print('下载了3个文件, 但其实只创建了', obj_pool.size(), '个对象')
输出结果(这里为了方便演示直接使用了 sleep
方法,没有再用多线程模拟):
+ 从 https://download1.com 开始下载 文件1 - 文件1 下载完成 + 从 https://download2.com 开始下载 文件2 - 文件2 下载完成 + 从 https://download3.com 开始下载 文件3 - 文件3 下载完成 ******************** 下载了3个文件, 但其实只创建了 1 个对象
3.2 ES6 实现
// 对象池 class ObjectPool { constructor() { this._pool = []; // } // 创建对象 create(Obj) { return this._pool.length === 0 ? new Obj(this) // 对象池中没有空闲对象,则创建一个新的对象 : this._pool.shift(); // 对象池中有空闲对象,直接取出,无需再次创建 } // 对象回收 recover(obj) { return this._pool.push(obj); } // 对象池大小 size() { return this._pool.length; } } // 模拟文件对象 class File { constructor(pool) { this.pool = pool; } // 模拟下载操作 download() { console.log(`+ 从 ${this.src} 开始下载 ${this.name}`); setTimeout(() => { console.log(`- ${this.name} 下载完毕`); // 下载完毕后, 将对象重新放入对象池 this.pool.recover(this); }, 100); } } /****************** 以下是测试函数 **********************/ let objPool = new ObjectPool(); let file1 = objPool.create(File); file1.name = "文件1"; file1.src = "https://download1.com"; file1.download(); let file2 = objPool.create(File); file2.name = "文件2"; file2.src = "https://download2.com"; file2.download(); setTimeout(() => { let file3 = objPool.create(File); file3.name = "文件3"; file3.src = "https://download3.com"; file3.download(); }, 200); setTimeout( () => console.log( `${"*".repeat(50)}\n下载了3个文件,但其实只创建了${objPool.size()}个对象` ), 1000 );
输出结果如下:
+ 从 https://download1.com 开始下载 文件1 + 从 https://download2.com 开始下载 文件2 - 文件1 下载完毕 - 文件2 下载完毕 + 从 https://download3.com 开始下载 文件3 - 文件3 下载完毕 ************************************************** 下载了3个文件,但其实只创建了2个对象
以上所述就是小编给大家介绍的《每天一个设计模式之享元模式》,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持!
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