享元模式(Flyweight)

概念

享元模式（Flyweight Pattern）主要用于减少创建对象的数量，以减少内存占用和提高性能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它提供了减少对象数量从而改善应用所需的对象结构的方式。

享元模式尝试重用现有的同类对象，如果未找到匹配的对象，则创建新对象。我们将通过创建 5 个对象来画出 20 个分布于不同位置的圆来演示这种模式。由于只有 5 种可用的颜色，所以 color 属性被用来检查现有的 Circle 对象。

介绍

**意图：**运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。

**主要解决：**在有大量对象时，有可能会造成内存溢出，我们把其中共同的部分抽象出来，如果有相同的业务请求，直接返回在内存中已有的对象，避免重新创建。

何时使用： 1、系统中有大量对象。 2、这些对象消耗大量内存。 3、这些对象的状态大部分可以外部化。 4、这些对象可以按照内蕴状态分为很多组，当把外蕴对象从对象中剔除出来时，每一组对象都可以用一个对象来代替。 5、系统不依赖于这些对象身份，这些对象是不可分辨的。

**如何解决：**用唯一标识码判断，如果在内存中有，则返回这个唯一标识码所标识的对象。

**关键代码：**用 HashMap 存储这些对象。

应用实例： 1、JAVA 中的 String，如果有则返回，如果没有则创建一个字符串保存在字符串缓存池里面。 2、数据库的数据池。

**优点：**大大减少对象的创建，降低系统的内存，使效率提高。

**缺点：**提高了系统的复杂度，需要分离出外部状态和内部状态，而且外部状态具有固有化的性质，不应该随着内部状态的变化而变化，否则会造成系统的混乱。

使用场景： 1、系统有大量相似对象。 2、需要缓冲池的场景。

注意事项： 1、注意划分外部状态和内部状态，否则可能会引起线程安全问题。 2、这些类必须有一个工厂对象加以控制。

应用

Java String类

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    public static void main(String[] args) {

        String s1 = "Hello";
        String s2 = "Hello";

        String s3 = new String("Hello");
        String s4 = new String("Hello");

        System.out.println(s1 == s2);						// true
        System.out.println(s1 == s3);						// false
	      System.out.println(s3 == s4);						// false
        System.out.println(s1 == s3.intern());	// true
    }

== 比较的是在内存中的地址值是否一样
因为在 Java 中所有的字符串都放在一个常量池里边
- 在创建 s2时，常量池里有 “Hello” 字符串，所以直接把池子中"Hello"的地址赋给 s2
  - 所以 s1 == s2
s3, s4 是 new出来的，其内存地址，在堆上，地址不一样
- 所以 s1 != s3; s3 != s4
怎么解释 s1 == s3.intern()呢？
- 接下来，我们看一下， intern() 函数做了什么

以下是 Java源码中对 intern() 的解释

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    /**
     * Returns a canonical representation for the string object.
     * <p>
     * A pool of strings, initially empty, is maintained privately by the
     * class {@code String}.
     * <p>
     * When the intern method is invoked, if the pool already contains a
     * string equal to this {@code String} object as determined by
     * the {@link #equals(Object)} method, then the string from the pool is
     * returned. Otherwise, this {@code String} object is added to the
     * pool and a reference to this {@code String} object is returned.
     * <p>
     * It follows that for any two strings {@code s} and {@code t},
     * {@code s.intern() == t.intern()} is {@code true}
     * if and only if {@code s.equals(t)} is {@code true}.
     * <p>
     * All literal strings and string-valued constant expressions are
     * interned. String literals are defined in section 3.10.5 of the
     * <cite>The Java&trade; Language Specification</cite>.
     *
     * @return  a string that has the same contents as this string, but is
     *          guaranteed to be from a pool of unique strings.
     * @jls 3.10.5 String Literals
     */
    public native String intern();

我们看关键的一句话 :
- @return a string that has the same contents as this string, but is guaranteed to be from a pool of unique strings.
- 返回与该字符串具有相同内容的字符串，但是保证来自唯一的字符串池。
这就解释了为什么 s1 == s3.intern() 了。因为调用 s3调用 intern() 后，也返回了常量池中和s3内容相同的字符串
- 所以 s1 == s3.intern();

iOS - UITableViewCell复用机制

简单的测试代码

在 vc中, 创建了一个 taleview，并加到 vc.view 上
为了方便统计cell创建个数，以及复用个数。自定义了 MineCell
查看官方文档后，发现：
- tableViewCell创建时, 会执行 initWithStyle:reuseIdentifier: 方法
- tableviewCell复用时,会执行 prepareForReuse 方法
所以我们在 MineCell 中覆写以上两个方法来统计 createCnt 和 reuseCnt

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- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    UITableView *tableView = [[UITableView alloc] initWithFrame:self.view.bounds style:UITableViewStylePlain];
    tableView.delegate = self;
    tableView.dataSource = self;
    tableView.rowHeight = 200;
    [tableView registerClass:[MineCell class] forCellReuseIdentifier:@"cell"];
    [self.view addSubview:tableView];
}

- (NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section{
    return 10000;
}

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath{
    
    MineCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"cell"];
    cell.textLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%ld",indexPath.row];
    return cell;
}

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@implementation MineCell

int createCnt = 0;
int reuseCnt = 0;
- (void)prepareForReuse{
    NSLog(@"复用了 %d 次",++reuseCnt);
    [super prepareForReuse];
}

- (instancetype)initWithStyle:(UITableViewCellStyle)style reuseIdentifier:(NSString *)reuseIdentifier{
    
    NSLog(@"创建了 %d 次",++createCnt);
    return [super initWithStyle:style reuseIdentifier:reuseIdentifier];
}

@end

执行结果:

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创建了 1 次
创建了 2 次
创建了 3 次
创建了 4 次
创建了 5 次
创建了 6 次
创建了 7 次
创建了 8 次
创建了 9 次
创建了 10 次
创建了 11 次
创建了 12 次
创建了 13 次
创建了 14 次
创建了 15 次
创建了 16 次
创建了 17 次
创建了 18 次
创建了 19 次
创建了 20 次
复用了 1 次
复用了 2 次
复用了 3 次
复用了 4 次
复用了 5 次
复用了 6 次
复用了 7 次
复用了 8 次
复用了 9 次
复用了 10 次
复用了 11 次
复用了 12 次

执行结果分析 :

发现tableviewcell创建时，开始会创建 至少20 个cell
- 前提是 numberOfRows >= 20, 如果cell总共不超过20个，那肯定不会创建20个. (后续假设 cell 超过20 个)
- 当 height 特别小, 第一屏的cell很多时，屏幕上每个cell都会创建一个, 总创建数 >= 20个
- 当 height 很大，比如1000，第一屏只需要1个cell时，tableview加载时，也会创建 20 个
- 所以， tableView首次创建cell >= 20.
继续滑动屏幕，没有再创建 cell, 而是调用 prepareForReuse 方法复用cell.

疑问？

为什么首次创建至少 20 个cell ？
cell复用时, 调用 dequeueReusableCellWithIdentifier: 方法，是如何实现复用的？
- 复用的cell 从哪里取？
- 复用池是用什么数据结构存储的？
- 复用池又是如何维护的?

官方文档对复用方法的解释 :

Instance MethoddequeueReusableCellWithIdentifier:

Returns a reusable table-view cell object located by its identifier.

Declaration
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- (__kindof UITableViewCell *)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier;
Parameters

identifier

A string identifying the cell object to be reused. This parameter must not be nil.

Return Value

A UITableViewCell object with the associated identifier or nil if no such object exists in the reusable-cell queue.

Discussion

For performance reasons, a table view’s data source should generally reuse UITableViewCell objects when it assigns cells to rows in its tableView:cellForRowAtIndexPath: method. A table view maintains a queue or list of UITableViewCell objects that the data source has marked for reuse. Call this method from your data source object when asked to provide a new cell for the table view. This method dequeues an existing cell if one is available or creates a new one using the class or nib file you previously registered. If no cell is available for reuse and you did not register a class or nib file, this method returns nil.

If you registered a class for the specified identifier and a new cell must be created, this method initializes the cell by calling its initWithStyle:reuseIdentifier: method. For nib-based cells, this method loads the cell object from the provided nib file. If an existing cell was available for reuse, this method calls the cell’s prepareForReuse method instead.

—— 来自苹果官方文档

尝试找答案

如何找呢？我们知道 ObjC并没有开源，不能通过读源码来找答案。
尝试在网上查找答案，没有找到满意的，但是发现了一个库 Chameleon
- Chameleon 是一个移植 iOS 的 UIKit 框架到 Mac OS X 下的开源项目。该项目的目的在于尽可能给出 UIKit 的可替代方案，并且让 Mac OS 的开发者尽可能的开发出类似 iOS 的 UI 界面。
姑且认为，Chameleon中实现了 UITableView 复用原理
通过查看 Chameleon源码，试图窥探 UITableView复用机制

Chameleon源码解读

代码较多，这里只贴跟复用相关 的主要代码

_cachedCells; // 保存正在屏幕显示的cell
_reuseableCells; // 保存未显示在屏幕上，可以复用的cell

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    NSMutableDictionary *_cachedCells;      // 保存正在屏幕显示的cell
    NSMutableSet *_reusableCells;           // 保存未显示在屏幕上，可以复用的cell

接下来，我们从目的出发来看源码，我们的目的是看 cell复用机制

所以从 - **(UITableViewCell )dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString )identifier 方法开始看起

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- (UITableViewCell *)dequeueReusableCellWithIdentifier:(NSString *)identifier
{
    for (UITableViewCell *cell in _reusableCells) {
        if ([cell.reuseIdentifier isEqualToString:identifier]) {
            UITableViewCell *strongCell = cell;
              
            // the above strongCell reference seems totally unnecessary, but without it ARC apparently
            // ends up releasing the cell when it's removed on this line even though we're referencing it
            // later in this method by way of the cell variable. I do not like this.
            [_reusableCells removeObject:cell];
  
            [strongCell prepareForReuse];
            return strongCell;
        }
    }
      
    return nil;
}

从源码中可以看出，复用的cell 是从 _reusableCells set中，取出 reuseIdentifier 一致的cell
- 找到后调用 prerareForReuse, 并返回 cell
接下来， _reuseableCells 中的数据是什么时候添加的呢？
好了，第一天读此源码，没读明白。明天继续了。

参考文献 :

UITableView的Cell复用原理和源码分析

Chameleon

享元模式与UITableViewCell复用机制

Contents

享元模式(Flyweight)

概念

介绍

应用

Java String类

iOS - UITableViewCell复用机制

简单的测试代码

执行结果:

执行结果分析 :

疑问？

官方文档对复用方法的解释 :

Instance MethoddequeueReusableCellWithIdentifier:

Declaration

Parameters

Return Value

Discussion

尝试找答案

Chameleon源码解读

Contents

享元模式(Flyweight)

概念

介绍

应用

Java String类

iOS - UITableViewCell复用机制

简单的测试代码

执行结果:

执行结果分析 :

疑问 ？

官方文档对复用方法的解释 :

Instance MethoddequeueReusableCellWithIdentifier:

Declaration

Parameters

Return Value

Discussion

尝试找答案

Chameleon源码解读

疑问？