諾禾|PHP設計模式之享元模式


享元模式,“享元”這兩個字在中文里其實並沒有什么特殊的意思,所以我們要把它拆分來看。“享”就是共享,“元”就是元素,這樣一來似乎就很容易理解了,共享某些元素嘛。

Gof類圖及解釋

GoF定義:運用共享技術有效地支持大量細粒度的對象

GoF類圖

PHP設計模式之享元模式

享元模式

代碼實現

interface Flyweight{
    public function operation($extrinsicState) : void;
}

class ConcreteFlyweight implements Flyweight{
    private $intrinsicState = 101;
    function operation($extrinsicState) : void
    {
        echo '共享享元對象' . ($extrinsicState + $this->intrinsicState) . PHP_EOL;
    }
}

class UnsharedConcreteFlyweight implements Flyweight{
    private $allState = 1000;
    public function operation($extrinsicState) : void
    {
        echo '非共享享元對象:' . ($extrinsicState + $this->allState) . PHP_EOL;
    }
}

定義共享接口以及它的實現,注意這里有兩個實現,ConcreteFlyweigh進行狀態的共享,UnsharedConcreteFlyweight不共享或者說他的狀態不需要去共享

class FlyweightFactory{
    private $flyweights = [];

    public function getFlyweight($key) : Flyweight
    {
        if (!array_key_exists($key, $this->flyweights)) {
            $this->flyweights[$key] = new ConcreteFlyweight();
        }
        return $this->flyweights[$key];
    }
}

保存那些需要共享的對象,做為一個工廠來創建需要的共享對象,保證相同的鍵值下只會有唯一的對象,節省相同對象創建的開銷

$factory = new FlyweightFactory();

$extrinsicState = 100;
$flA = $factory->getFlyweight('a');
$flA->operation(--$extrinsicState);

$flB = $factory->getFlyweight('b');
$flB->operation(--$extrinsicState);

$flC = $factory->getFlyweight('c');
$flC->operation(--$extrinsicState);

$flD = new UnsharedConcreteFlyweight();
$flD->operation(--$extrinsicState);

客戶端的調用,讓外部狀態$extrinsicState能夠在各個對象之間共享

  • 有點意思吧,這個模式的代碼量可不算少
  • 當一個應用程序使用了大量非常相似的的對象,對象的大多數狀都可變為外部狀態時,很適合享元模式
  • 這里的工廠是存儲對象列表的,不是像工廠方法或者抽象工廠一樣去創建對象的,雖說這里也進行了創建,但如果對象存在,則會直接返回,而且列表也是一直維護的
  • 享元模式在現實中,大家多少一定用過,各種池技術就是它的典型應用:線程池、連接池等等,另外兩個一樣的字符串String類型在php或Java中都是可以===的,這也運用到了享元模式,它們連內存地址都是一樣的,這不就是一種共享嘛
  • 關於享元模式,有一個極其經典的例子,比我下面的例子要好的多,那就是關於圍棋的棋盤。圍棋只有黑白兩色,所以兩個對象就夠了,接下來呢?改變他們的位置狀態就好啦!有興趣的朋友可以搜搜哈!
  • Laravel中的IoC容器可以看作是一種享元模式的實現。它把對象保存在數組中,在需要的時候通過閉包機制進行取用,也有一些類有共享一些狀態屬性的內容。大家可以翻看代碼了解了解。

還是說到科技以換殼為本這件事上。畢竟,大家都還是喜歡各種顏色的手機來彰顯自己的個性。之前說過,如果每種顏色我們都要做一條生產線的話那豈不是一項巨大的投入。還好,每個型號我們的工廠(享元工廠)只生產最基本的背景殼(對象),然后通過專門的印刷線(狀態變化)來進行上色不就好啦!嗯,下一款Iphone早晚也會模仿我們的,看來我們得先把各種金、各種土豪色集齊才行,說不定還能召喚神龍呢!!

完整代碼:
https://github.com/zhangyue0503/designpatterns-php/blob/master/13.flyweights/source/flyweights.php

實例

果然不出意外的我們還是來發短信,這回的短信依然使用的阿里雲和極光短信來進行發送,不過這次我們使用享元模式來實現,這里的享元工廠我們保存了兩種不同類型的對象哦,通過內外狀態來讓它們千變萬化吧!

短信發送類圖

PHP設計模式之享元模式

短信發送享元模式版

完整源碼:
https://github.com/zhangyue0503/designpatterns-php/blob/master/13.flyweights/source/flyweights-message.php

<?php

interface Message{
    public function send(User $user);
}

class AliYunMessage implements Message{
    private $template;
    public function __construct($template)
    {
        $this->template = $template;
    }
    public function send(User $user)
    {
        echo '使用阿里雲短信向' . $user->GetName() . '發送:';
        echo $this->template->GetTemplate(), PHP_EOL;
    }
}

class JiGuangMessage implements Message{
    private $template;
    public function __construct($template)
    {
        $this->template = $template;
    }
    public function send(User $user)
    {
        echo '使用極光短信向' . $user->GetName() . '發送:';
        echo $this->template->GetTemplate(), PHP_EOL;
    }
}

class MessageFactory{
    private $messages = [];
    public function GetMessage(Template $template, $type = 'ali')
    {
        $key = md5($template->GetTemplate() . $type);
        if (!key_exists($key, $this->messages)) {
            if ($type == 'ali') {
                $this->messages[$key] = new AliYunMessage($template);
            } else {
                $this->messages[$key] = new JiGuangMessage($template);
            }
        }
        return $this->messages[$key];
    }

    public function GetMessageCount()
    {
        echo count($this->messages);
    }
}

class User{
    public $name;
    public function GetName()
    {
        return $this->name;
    }
}

class Template{
    public $template;
    public function GetTemplate()
    {
        return $this->template;
    }
}

// 內部狀態
$t1 = new Template();
$t1->template = '模板1,不錯喲!';

$t2 = new Template();
$t2->template = '模板2,還好啦!';

// 外部狀態
$u1 = new User();
$u1->name = '張三';

$u2 = new User();
$u2->name = '李四';

$u3 = new User();
$u3->name = '王五';

$u4 = new User();
$u4->name = '趙六';

$u5 = new User();
$u5->name = '田七';

// 享元工廠
$factory = new MessageFactory();

// 阿里雲發送
$m1 = $factory->GetMessage($t1);
$m1->send($u1);

$m2 = $factory->GetMessage($t1);
$m2->send($u2);

echo $factory->GetMessageCount(), PHP_EOL; // 1

$m3 = $factory->GetMessage($t2);
$m3->send($u2);

$m4 = $factory->GetMessage($t2);
$m4->send($u3);

echo $factory->GetMessageCount(), PHP_EOL; // 2

$m5 = $factory->GetMessage($t1);
$m5->send($u4);

$m6 = $factory->GetMessage($t2);
$m6->send($u5);

echo $factory->GetMessageCount(), PHP_EOL; // 2

// 加入極光
$m1 = $factory->GetMessage($t1, 'jg');
$m1->send($u1);

$m2 = $factory->GetMessage($t1);
$m2->send($u2);

echo $factory->GetMessageCount(), PHP_EOL; // 3

$m3 = $factory->GetMessage($t2);
$m3->send($u2);

$m4 = $factory->GetMessage($t2, 'jg');
$m4->send($u3);

echo $factory->GetMessageCount(), PHP_EOL; // 4

$m5 = $factory->GetMessage($t1, 'jg');
$m5->send($u4);

$m6 = $factory->GetMessage($t2, 'jg');
$m6->send($u5);

echo $factory->GetMessageCount(), PHP_EOL; // 4

說明

  • 代碼有點多吧,但其實一共是兩種類型的類,生成了四種對象。這里每個類不同的對象是根據模板來區分的
  • 這樣的組合還是比較方便的吧,再結合別的模式將工廠這里優化一下,嗯,前途不可限量,你們可以想想哦!
  • 享元模式適用於系統中存在大量的相似對象以及需要緩沖池的場景,能夠降低內存占用,提高效率,但會增加復雜度,需要分享內外部狀態
  • 最主要的特點是有一個唯一標識,當內存中已經有這個對象了,直接返回對象,不用再去創建了


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