Kotlin设计模式: Flyweight(享元)模式

享元模式的目的

这个模式主要用于在应用中平衡内存使用。这一切都与对象的可重用性有关（注意是对象，而不是类）。与其每次都创建新对象，不如有一个类似对象的池子可以重用。 这样，你不必每次创建对象时都分配内存，而是一次分配并重用以前创建的对象。

这意味着会节省一些CPU和内存的创建，并让垃圾回收更快。但是，存在权衡。根据实现的不同：

? 控制从池中移除对象，可能会棘手，因为如果你移除当前使用的对象，会破坏调用。

? 为未使用的对象分配内存。在这种方法中不删除池中的对象，这意味着为当前未使用的东西分配内存。

两种方法都有缺点，根据你的需要选择一种。如果有什么不清楚的，下面的例子应该会使它更容易理解：

例子

应用在同一屏幕的多个地方使用同一张图片。启动应用程序，结果它因为 OutOfMemoryError 崩溃了。图片已经压缩，无法更小。必须想办法如何节省更多内存。

这是一个完美的Flyweight使用案例，假设有3张图片，每张5MB，总共需要15MB，但使用Flyweight的话，它们只需要5MB。

此外，从网上通过URL获取图片，这里使用Flyweight也会节省时间并限制互联网消耗。

在享元模式中，通常称创建类为工厂(Factory)。应用程序将依赖于 Image 和 ImageFactory，使用 Image 模型，但通过 ImageFactory 创建它们。

data class Image(val bytes: ByteArray)class ImageFactory { private val cache = mutableMapOf suspend fun get(url: String): Image { val cachedImage = cache[url] return if (cachedImage == null) { // 替换为你的抓取方法 val fetchedImage = fetchImage(url) cache[url] = fetchedImage fetchedImage } else { cachedImage } }}

如你所见，享元模式的实现相当简单。这是如何使用它的：

fun main { val factory = ImageFactory val scope = CoroutineScope(Dispatchers.IO) scope.launch { val image = factory.get("image") } scope.launch { val image = factory.get("image") }}

在这个确切的例子中，存在同步问题

问题：对同一URL的图片发出了2个请求，这不是我们想要的。因为，在第一次 fetchImage(url) 结束之前，另一个协程尝试从缓存中获取URL，但由于它尚未出现，它也会调用 fetchImage(url)。

可以通过多种方式解决这个问题。下面将展示使用互斥锁（Mutex）的方法，它的工作方式与享元本身类似：

class ImageFactory { private val cache = mutableMapOf private val locks = mutableMapOf private val lock = Mutex suspend fun get(url: String): Image { val imageMutex = lock.withLock { locks.getOrPut(url) { Mutex } } val image = imageMutex.withLock { getImage(url) } locks.remove(url) return image } private suspend fun getImage(url: String): Image { val cachedImage = cache[url] return if (cachedImage == null) { // 替换为你的抓取方法 val fetchedImage = fetchImage(url) cache[url] = fetchedImage fetchedImage } else { cachedImage } }}