集册 深入 JavaScript 设计模式之享元模式

设计模式之享元模式

Xebcnor     最近更新时间：2020-08-04 05:37:59

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介绍

享元模式（Flyweight），运行共享技术有效地支持大量细粒度的对象，避免大量拥有相同内容的小类的开销(如耗费内存)，使大家共享一个类(元类)。

享元模式可以避免大量非常相似类的开销，在程序设计中，有时需要生产大量细粒度的类实例来表示数据，如果能发现这些实例除了几个参数以外，开销基本相同的 话，就可以大幅度较少需要实例化的类的数量。如果能把那些参数移动到类实例的外面，在方法调用的时候将他们传递进来，就可以通过共享大幅度第减少单个实例 的数目。

那么如果在 JavaScript 中应用享元模式呢？有两种方式，第一种是应用在数据层上，主要是应用在内存里大量相似的对象上；第二种是应用在 DOM 层上，享元可以用在中央事件管理器上用来避免给父容器里的每个子元素都附加事件句柄。

享元与数据层

Flyweight 中有两个重要概念--内部状态 intrinsic 和外部状态 extrinsic 之分，内部状态就是在对象里通过内部方法管理，而外部信息可以在通过外部删除或者保存。

说白点,就是先捏一个的原始模型，然后随着不同场合和环境,再产生各具特征的具体模型，很显然,在这里需要产生不同的新对象，所以 Flyweight 模式中常出现 Factory 模式，Flyweight 的内部状态是用来共享的，Flyweight factory 负责维护一个 Flyweight pool(模式池)来存放内部状态的对象。

使用享元模式

让我们来演示一下如果通过一个类库让系统来管理所有的书籍，每个书籍的元数据暂定为如下内容：

ID
Title
Author
Genre
Page count
Publisher ID
ISBN

我们还需要定义每本书被借出去的时间和借书人，以及退书日期和是否可用状态：

checkoutDate
checkoutMember
dueReturnDate
availability

因为 book 对象设置成如下代码，注意该代码还未被优化：

var Book = function( id, title, author, genre, pageCount,publisherID, ISBN, checkoutDate, checkoutMember, dueReturnDate,availability ){
   this.id = id;
   this.title = title;
   this.author = author;
   this.genre = genre;
   this.pageCount = pageCount;
   this.publisherID = publisherID;
   this.ISBN = ISBN;
   this.checkoutDate = checkoutDate;
   this.checkoutMember = checkoutMember;
   this.dueReturnDate = dueReturnDate;
   this.availability = availability;
};
Book.prototype = {
   getTitle:function(){
       return this.title;
   },
   getAuthor: function(){
       return this.author;
   },
   getISBN: function(){
       return this.ISBN;
   },
/*其它get方法在这里就不显示了*/
// 更新借出状态
updateCheckoutStatus: function(bookID, newStatus, checkoutDate,checkoutMember, newReturnDate){
   this.id  = bookID;
   this.availability = newStatus;
   this.checkoutDate = checkoutDate;
   this.checkoutMember = checkoutMember;
   this.dueReturnDate = newReturnDate;
},
//续借
extendCheckoutPeriod: function(bookID, newReturnDate){
    this.id =  bookID;
    this.dueReturnDate = newReturnDate;
},
//是否到期
isPastDue: function(bookID){
   var currentDate = new Date();
   return currentDate.getTime() > Date.parse(this.dueReturnDate);
 }
};

程序刚开始可能没问题，但是随着时间的增加，图书可能大批量增加，并且每种图书都有不同的版本和数量，你将会发现系统变得越来越慢。几千个 book 对象在内存里可想而知，我们需要用享元模式来优化。

我们可以将数据分成内部和外部两种数据，和 book 对象相关的数据（title，author 等）可以归结为内部属性，而（checkoutMember，dueReturnDate 等）可以归结为外部属性。这样，如下代码就可以在同一本书里共享同一个对象了，因为不管谁借的书，只要书是同一本书，基本信息是一样的：

/*享元模式优化代码*/
var Book = function(title, author, genre, pageCount, publisherID, ISBN){
   this.title = title;
   this.author = author;
   this.genre = genre;
   this.pageCount = pageCount;
   this.publisherID = publisherID;
   this.ISBN = ISBN;
};

定义基本工厂

让我们来定义一个基本工厂，用来检查之前是否创建该 book 的对象，如果有就返回，没有就重新创建并存储以便后面可以继续访问，这确保我们为每一种书只创建一个对象：

/* Book工厂 单例 */
var BookFactory = (function(){
   var existingBooks = {};
   return{
       createBook: function(title, author, genre,pageCount,publisherID,ISBN){
       /*查找之前是否创建*/
           var existingBook = existingBooks[ISBN];
           if(existingBook){
                   return existingBook;
               }else{
               /* 如果没有，就创建一个，然后保存*/
               var book = new Book(title, author, genre,pageCount,publisherID,ISBN);
               existingBooks[ISBN] =  book;
               return book;
           }
       }
   }
});

管理外部状态

外部状态，相对就简单了，除了我们封装好的 book，其它都需要在这里管理：

/*BookRecordManager 借书管理类 单例*/
var BookRecordManager = (function(){
   var bookRecordDatabase = {};
   return{
       /*添加借书记录*/
       addBookRecord: function(id, title, author, genre,pageCount,publisherID,ISBN, checkoutDate, checkoutMember, dueReturnDate, availability){
           var book = bookFactory.createBook(title, author, genre,pageCount,publisherID,ISBN);
            bookRecordDatabase[id] ={
               checkoutMember: checkoutMember,
               checkoutDate: checkoutDate,
               dueReturnDate: dueReturnDate,
               availability: availability,
               book: book;
           };
       },
    updateCheckoutStatus: function(bookID, newStatus, checkoutDate, checkoutMember,     newReturnDate){
        var record = bookRecordDatabase[bookID];
        record.availability = newStatus;
        record.checkoutDate = checkoutDate;
        record.checkoutMember = checkoutMember;
        record.dueReturnDate = newReturnDate;
   },
   extendCheckoutPeriod: function(bookID, newReturnDate){
       bookRecordDatabase[bookID].dueReturnDate = newReturnDate;
   },
   isPastDue: function(bookID){
       var currentDate = new Date();
       return currentDate.getTime() > Date.parse(bookRecordDatabase[bookID].dueReturnDate);
   }
 };
});

通过这种方式，我们做到了将同一种图书的相同信息保存在一个 bookmanager 对象里，而且只保存一份；相比之前的代码，就可以发现节约了很多内存。

享元模式与 DOM

关于 DOM 的事件冒泡，在这里就不多说了，相信大家都已经知道了，我们举两个例子。

例 1：事件集中管理

举例来说，如果我们又很多相似类型的元素或者结构（比如菜单，或者 ul 里的多个 li）都需要监控他的 click 事件的话，那就需要多每个元素进行事件绑定，如果元素有非常非常多，那性能就可想而知了，而结合冒泡的知识，任何一个子元素有事件触发的话，那触发以后事件将冒泡到上一级元素，所以利用这个特性，我们可以使用享元模式，我们可以对这些相似元素的父级元素进行事件监控，然后再判断里面哪个子元素有事件触发了，再进行进一步的操作。

在这里我们结合一下 jQuery 的 bind/unbind 方法来举例。

HTML

<div id="container">
   <div class="toggle" href="#">更多信息 (地址)
       <span class="info">
          这里是更多信息
       </span></div>
   <div class="toggle" href="#">更多信息 (地图)
       <span class="info">
          <iframe src="http://www.map-generator.net/extmap.php?name=London&amp;address=london%2C%20england&amp;width=500...gt;"</iframe>
       </span>
   </div>
</div>

JavaScript

stateManager = {
   fly: function(){
       var self =  this;
       $('#container').unbind().bind("click", function(e){
           var target = $(e.originalTarget || e.srcElement);
           // 判断是哪一个子元素
           if(target.is("div.toggle")){
               self.handleClick(target);
           }
       });
   },
   handleClick: function(elem){
       elem.find('span').toggle('slow');
   }
});

例 2：应用享元模式提升性能

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