详解iOS App设计模式开发中对于享元模式的运用

享元模式的概念

在面向对象软件设计中，利用公共对象不仅能节省资源还能提高性能。共享的对象只能提供某些内在的信息，而不能用来识别对象。专门用于设计可共享对象的一种设计模式叫做享元模式（Flyweight pattern）。

实现享元模式需要两个关键组件，通常是可共享的享元对象和保存他们的池。某种中央对象维护这个池，并从它返回适当的实例。
运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

公共交通（如公共汽车）已有一百多年的历史了。大量去往相同方向的乘客可以分担保有和经营车辆（如公共汽车）的费用。公共汽车有多个站台，乘客沿着路线在接近他们目的地的地方上下车。到达目的地的费用仅与行程有关。跟保有车辆相比，乘坐公共汽车要便宜得多。这就是利用公共资源的好处。

在面向对象软件设计中，我们利用公共对象不仅能节省资源还能提高性能。比方说，某个人物需要一个类的一百万个实例，但我们可以把这个类的一个实例让大家共享，而把某些独特的信息放在外部，节省的资源可能相当可观（一个实例与一百万个实例的差别）。共享的对象只提供某些内在的信息，而不能用来识别对象。专门用于设计可共享对象的一种设计模式叫做享元模式。

使得享元对象是轻量级的最重要原因是什么呢？不是它们的大小，而是通过共享能够节省的空间总量。某些对象的独特状态可以拿到外部，在别处管理，其余部分被共享。比如说，原来需要一个类的一百万个对象，但因为这个类的对象为享元，现在只要一个就够了。这就是由于可共享的享元对象让整个系统变得轻量的原因。通过仔细的设计，内存的节省非常可观。在iOS开发中，节省内存意味着提升整体性能。

享元模式的实例应用

我们创建一个WebSiteFactory工厂类，来维护池中的享元对象，根据父类型返回各种类型的具体享元对象，代码如下：

代码如下:

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "WebSiteProtocol.h"
@interface WebSiteFactory : NSObject
 
@property (nonatomic, strong) NSDictionary *flyweights; //共享对象
 
- (id<WebSiteProtocol>)getWebSiteCategory:(NSString *)webKey;
- (NSInteger)getWebSiteCount;
 
@end

代码如下:

#import "WebSiteFactory.h"
#import "ConcreteWebSite.h"
@implementation WebSiteFactory
 
- (instancetype)init {
    self = [super init];
    if (self) {
        _flyweights = [NSDictionary dictionary];
    }
    return self;
}
 
- (id<WebSiteProtocol>)getWebSiteCategory:(NSString *)webKey {   
    __block id<WebSiteProtocol> webset = nil;
    [self.flyweights enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id key, id obj, BOOL *stop) {
        if (webKey == key) {
            webset = obj;
            *stop = YES;
        }
    }];
    
    if (webset == nil) {
        ConcreteWebSite *concreteWebset = [[ConcreteWebSite alloc] init];
        concreteWebset.webName = webKey;
        webset = concreteWebset;
        
        NSMutableDictionary *mutabledic = [NSMutableDictionary dictionaryWithDictionary:self.flyweights];
        [mutabledic setObject:webset forKey:webKey];
        self.flyweights = [NSDictionary dictionaryWithDictionary:mutabledic];
    }
    
    return webset;
}
 
- (NSInteger)getWebSiteCount {
    return self.flyweights.count;
}
 
@end

代码中的getWebSiteCategory方法可以返回具体的享元对象，返回的这个享元对象同时遵守WebSiteProtocol的协议，WebSiteProtocol的代码如下：

代码如下:

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "User.h"
@protocol WebSiteProtocol <NSObject>
 
- (void)use:(User *)user;
 
@end

ConcreteWebSite的代码如下：

代码如下:

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "WebSiteProtocol.h"
@interface ConcreteWebSite : NSObject <WebSiteProtocol>
 
@property (nonatomic, copy) NSString *webName;
 
@end

代码如下:

#import "ConcreteWebSite.h"
 
@implementation ConcreteWebSite
 
- (void)use:(User *)user {
    NSLog(@"网站分类:%@ 用户名字:%@", self.webName, user.userName);
}
 
@end

User的代码如下：

代码如下:

#import <Foundation/Foundation.h>
 
@interface User : NSObject
 
@property (nonatomic, copy) NSString *userName;
 
@end

代码如下:

#import "User.h"
 
@implementation User
 
@end

至此，享元模式的代码已经完成了，我们来看下在客户端怎么使用享元模式，代码如下：

代码如下:

#import "ViewController.h"
#import "WebSiteProtocol.h"
#import "WebSiteFactory.h"
#import "ConcreteWebSite.h"
#import "User.h"
typedef id<WebSiteProtocol> WebsiteType;
@interface ViewController ()
 
@end

代码如下:

@implementation ViewController
 
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // 通过工厂方法返回各种具体享元对象,维护池中的享元对象
    WebSiteFactory *factory = [[WebSiteFactory alloc] init];
    
    // 返回具体的享元对象
    WebsiteType type1 = [factory getWebSiteCategory:@"首页"];
    User *user1 = [[User alloc] init];
    user1.userName = @"张三";
    // 享元对象都具有use方法
    [type1 use:user1];
    
    WebsiteType type2 = [factory getWebSiteCategory:@"商店"];
    User *user2 = [[User alloc] init];
    user2.userName = @"李四";
    [type2 use:user2];
    
    WebsiteType type3 = [factory getWebSiteCategory:@"案例"];
    User *user3 = [[User alloc] init];
    user3.userName = @"王五";
    [type3 use:user3];
    
    NSInteger count = [factory getWebSiteCount];
    NSLog(@"个数: %ld", (long)count);
    
}
 
- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}
 
@end

输出如下：

2015-09-12 15:59:55.322 FlyweightPattern[42020:1723017] 网站分类:首页 用户名字:张三
2015-09-12 15:59:55.322 FlyweightPattern[42020:1723017] 网站分类:商店 用户名字:李四
2015-09-12 15:59:55.322 FlyweightPattern[42020:1723017] 网站分类:案例 用户名字:王五
2015-09-12 15:59:55.323 FlyweightPattern[42020:1723017] 个数: 3

分享相同的资源以执行任务，可能比使用个人的资源完成同样的事情更加高效。享元模式可以通过共享一部分必需的对象，来节省大量的内存。
   
何时使用享元模式
（1）应用程序使用很多对象；
（2）在内存中保存对象会影响内存性能；
（3）对象的多数特有状态（外在状态）可以放到外部而轻量化；
（3）移除了外在状态后，可以用较少的共享对象替代原来的那组对象；
（4）应用程序不依赖于对象标示，因为共享对象不能提供唯一的标示。