Java設計模式之結構型—享元模式

Java中最常用的設計模式-CSDN博客

把“不可變且可復用”的細粒度對象緩存起來,用“共享”代替“新建”,從而節省內存。

經典場景

  • 字符串常量池、Integer.valueOf(-128~127)、Android Message.obtain()

  • 游戲粒子、編輯器字形、地圖瓦片、線程池中的任務包裝器

android Message

Android 里 Message 對享元模式(Flyweight)的實現就是 “對象池 + 不可變字段拆分” 的典型案例。

Android 的 Message 把享元模式做成了 “運行期對象池”
內部狀態(what/arg1/arg2/obj 等字段結構)被所有消息共享;外部狀態(具體數值、target、when)由調用者每次臨時傳入;用完調用 recycle() 把對象回收到 靜態鏈表池(sPool),下次 obtain() 再取出來復用,從而避免大量 new Message() 造成的內存與 GC 壓力

核心流程

  1. 借對象:Message.obtain() 從鏈表頭 sPool 彈出一個空閑節點,池空才 new Message()

  2. 填充外部狀態:調用者給 whatarg1obj 等賦值。

  3. 回收對象:Handler 處理完消息后自動走 recycle()recycleUnchecked(),把字段清零并插回鏈表,池大小上限 50

同步與性能

  • 使用 sPoolSync 對象鎖 保證多線程安全;

  • 鏈表替代 Map,減少哈希計算,O(1) 取出/歸還;

  • 只緩存“空殼”字段結構,不緩存業務數據,實現 零狀態污染 的共享

Message.obtain() 就是 Android 對享元模式的落地:把不變字段當模板共享,把變化數據當參數注入,用鏈表池循環復用,既省內存又保線程安全

享元池核心源碼

// 系統隱藏類:android.os.Message
public final class Message implements Parcelable {/* 享元字段:可復用的內部狀態 */public int what;public int arg1;public int arg2;public Object obj;/* 外部狀態:Handler、時間戳等由調用者每次傳入 *//* ... */// ===== 享元工廠 =====private static final Object sPoolSync = new Object();private static Message sPool;       // 鏈表頭private static int sPoolSize = 0;private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;// 對外暴露的“借對象”方法public static Message obtain() {synchronized (sPoolSync) {if (sPool != null) {Message m = sPool;sPool  = m.next;m.next = null;sPoolSize--;return m;}}return new Message();   // 池空就新建}// 用完歸還public void recycle() {// 清空可復用字段what = 0; arg1 = 0; arg2 = 0; obj = null;synchronized (sPoolSync) {if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {next = sPool;sPool = this;sPoolSize++;}}}
}

客戶端使用示例

// 借
Message msg = Message.obtain();   // 復用池內對象
msg.what = 1;
msg.arg1 = 100;
msg.obj  = "Hello";// 發送
handler.sendMessage(msg);// 系統 Looper 處理完后會自動調 recycle() 歸還

Message.obtain() 就是 Android 對享元模式的最佳實踐:內部狀態緩存復用,外部狀態調用方提供,既省內存又免鎖。

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