享元模式

设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。GoF提出了23种设计模式,本系列将使用Swift语言来实现这些设计模式

概述

通过共享已存在的对象,减少创建对象内存开销的设计模式被称作享元模式

享元模式Flyweight和单例模式Singleton像是一对孪生兄弟,二者的表现方式非常相似,但二者的存在目的却不一样:

  • 单例模式 保证了整个应用声明周期内,同一个对象只会存在一份内存,并且任何时间都能被访问使用。
  • 享元模式 如果存在可以复用的对象,那么对象将被共享而不是创建新的对象

在iOS开发中,享元模式的最佳实践就是UITableView的复用机制——超出屏幕外的单元格统一被回收放到一个复用队列之中,等待着需要新的单元格时进行复用。

实战

笔者最近项目有一个需求,几乎所有的数据都要保存在本地。由于应用的特殊性,模块之间需要用到彼此的数据,如果使用单例模式来做,那么同一时间占用的内存是非常的大的,因此以享元模式的思想封装了一个数据管理类:

class DataManager {
    //MARK: - Variable
    private static var shareStorage = [String: AnyObject]()
    private var storeKey = "DefaultKey"
    private var storeData = [AnyObject]()
    var data: [AnyObject] {
        get {
            return storeData
        }
    }

    //MARK: - Operate
    func insert(data: AnyObject) { }
    func delete(at index: Int) { }
    func save() { }
}

笔者以数据模型的类名作为数据管理的关键字,因此创建一个私有的静态字典用来保存当前正在使用的数据。由于数据以加密的方式存储在沙盒目录下,在数据量足够大的时候,从本地读取这些数据会占用大量的花销,因此在数据管理对象被创建的时候需要判断是否存在可复用的数据,如果不存在再从本地加载:

class DataManager {
    init() {
        initalizeData()
    }

    init(storeKey: String) {
        self.storeKey = storeKey
        initalizeData()
    }

    private func initalizeData() {
        if let data = DataManager.shareStorage[storeKey] {
            storeData = data as! [AnyObject]
        } else {
            loadData()
            DataManager.shareStorage[storeKey] = storeData as AnyObject?
        }
    }

    private func loadData() {
        //  load data from local path
    }
}

ok,对于数据的复用已经完成了,剩下的问题是不可能让字典一直存储这些数据,否则直接使用单例要更加方便的多。对此,笔者使用了计数功能,保证数据可以在没有使用的时候进行本地存储然后释放:

class DataManager {

    deinit {
        let count = DataManager.shareStorage[countKey()] as! Int
        if count == 1 {
            save()
            DataManager.shareStorage[storeKey] = nil
        } else {
            DataManager.shareStorage[countKey()] = (count - 1) as AnyObject?
        }
    }

    private func initalizeData() {
        if let data = DataManager.shareStorage[storeKey] {
            let count = DataManager.shareStorage[countKey()] as! Int
            DataManager.shareStorage[countKey()] = (count + 1) as AnyObject?
            storeData = data as! [AnyObject]
        } else {
            loadData()
            DataManager.shareStorage[countKey()] = 1 as AnyObject
            DataManager.shareStorage[storeKey] = storeData as AnyObject?
        }
    }

    private func countKey() -> String {
        return "\(storeKey)Count"
    }
}

上面的代码是初步的逻辑搭建,下一步还需要考虑线程安全等其他问题,这里就不再写出来了

总结

最开始接触享元模式概念的时候,笔者是有些混乱的,也不清楚它和单例的区别。简单来说,这是一种提供了一种拥有单例优点、以及改善了一部分单例缺点的设计模式,但是享元模式更加的复杂,在考虑到多线程的环境下,数据竞争要比单例激烈的多,也危险的多。

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