Deep Dive Into Design Patterns - 플라이웨이트 패턴

💡 플라이웨이트(Flyweight) 패턴이란?

재사용 가능한 객체 인스턴스를 공유시켜 메모리 사용량을 최소화하는 구조 패턴입니다. 각 객체에 모든 데이터를 유지하는 대신 여러 객체들 간에 상태의 공통 부분들을 공유하여 사용할 수 있는 RAM에 더 많은 객체들을 포함할 수 있도록 합니다.

 

자주 변하는 속성(extrinsic)과 변하지 않는 속성(intrinsic)을 분리하고, 변하지 않는 속성을 캐시하여 재사용해 메모리 사용을 줄입니다. 그래서 동일하거나 유사한 객체들 사이에 가능한 많은 데이터를 서로 공유하여 사용하도록 하여 최적화를 노리는 경량 패턴이라고 불립니다.

 

💡 클래스 다이어그램으로 본 플라이웨이트 패턴

1. Flyweight : 경량 객체를 묶는 인터페이스.
2. Flyweight State : 플라이웨이트 내부에 저장된 상태를 고유한(intrinsic) 상태라고 하며, 플라이웨이트의 메서드에 전달된 상태를 공유한(extrinsic) 상태라고 한다.
3. FlyweightFactory : 경량 객체를 만드는 공장 역할과 캐시 역할을 겸비하는 Flyweight 객체 관리 클래스로, getFlyweight() 메서드는 팩토리 메서드 역할을 한다. 만일 객체가 메모리에 존재하면 그대로 가져와 반환하고, 없다면 새로 생성해 반환한다. 이로 인해 클라이언트는 플라웨이이트들을 직접 만들지 않는다.

 

💡 프록시 패턴 구현

 

-  TreeFactory : FlyweightFactory

public class TreeFactory {
    static Map<String, TreeType> treeTypes = new HashMap<>();

    public static TreeType getTreeType(String name, Color color, String otherTreeData) {
        TreeType result = treeTypes.get(name);
        if (result == null) {
            result = new TreeType(name, color, otherTreeData);
            treeTypes.put(name, result);
        }
        return result;
    }
}

 

- TreeType : Flyweight

public class TreeType { // 공유하는 상태
    private String name;
    private Color color;
    private String otherTreeData;

    public TreeType(String name, Color color, String otherTreeData) {
        this.name = name;
        this.color = color;
        this.otherTreeData = otherTreeData;
    }

    public void draw(Graphics g, int x, int y) {
        g.setColor(Color.BLACK);
        g.fillRect(x - 1, y, 3, 5);
        g.setColor(color);
        g.fillOval(x - 5, y - 10, 10, 10);
    }
}

 

-  Tree : Context

public class Tree {
    private int x;
    private int y;
    private TreeType type;

    public Tree(int x, int y, TreeType type) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.type = type;
    }

    public void draw(Graphics g) {
        type.draw(g, x, y);
    }
}

 

-  Forest : Client

public class Forest extends JFrame {
    private List<Tree> trees = new ArrayList<>();

    public void plantTree(int x, int y, String name, Color color, String otherTreeData) {
        TreeType type = TreeFactory.getTreeType(name, color, otherTreeData);
        Tree tree = new Tree(x, y, type);
        trees.add(tree);
    }

    @Override
    public void paint(Graphics graphics) {
        for (Tree tree : trees) {
            tree.draw(graphics);
        }
    }
}

 

💡 마무리

플라이웨이트 패턴은

1. 어플리케이션에 의해 생성되는 객체의 수가 많아 저장 비용이 높아질 때
2. 생성된 객체가 오래도록 메모리에 상주하며 사용되는 횟수가 많을 때
3. 공통적인 인스턴스를 많이 생성하는 로직이 포함되었을 때
4. 임베디드와 같이 메모리를 최소한으로 사용해야 할 때

에 사용할 수 있습니다.

 

플라이웨이트 패턴을 사용하면 애플리케이션에서 사용하는 메모리를 줄일 수 있고, 프로그램 속도를 개선 할 수 있습니다.

 

 

플라이웨이트 패턴

💠 경량(Flyweight) 패턴 - 완벽 마스터하기