[Design Patterns] Flyweight Pattern

Flyweight được sử dụng chủ yếu để giảm thiểu số lượng object cần được khởi tạo để tiết kiệm bộ nhớ đệm và cải thiện hiệu năng hoạt động của phần mềm. Flyweight được xếp vào nhóm các pattern Kiến Trúc.

Flyweight luôn cố gắng tái sử dụng những object cùng loại đã tồn tại trước đó và chỉ khởi tạo object mới khi không tìm thấy object nào phù hợp.

Áp dụng triển khai

Ở đây chúng ta có một phần mềm vẽ các hình tròn 2D. Phần mềm này sẽ vẽ khoảng 20 hình tròn có màu sắc và vị trí khác nhau. Tuy nhiên nhờ có Flyweight, chúng ta sẽ chỉ cần tạo ra 5 object mô tả thực thể hình tròn tương ứng với 5 màu sắc khả dụng.

Chúng ta có class mô tả thực thể Circle và sau đó là Factory được định nghĩa để thực hiện công việc khởi tạo các object Circle khi cần thiết. Tuy nhiên, ở đây Factory có một HashMap để lưu lại những object Circle đã từng khởi tạo với mỗi màu sắc. Do đó, khi có yêu cầu khởi tạo một object Circle với một màu sắc cụ thể, Factory sẽ kiểm tra xem trước đó đã tạo ra thứ tương tự hay chưa. Nếu như có object phù hợp được tìm thấy trong HashMap đã lưu trữ thì sẽ trả về object đó, còn nếu như chưa có thì khởi tạo object mới và đồng thời lưu lại.

Bước 1

Tạo class Circle mô tả thực thể hình tròn 2D.

flyweightpatter/Circle.java

package flyweightpattern; public class Circle { private String color; private int x; private int y; private int r; public Circle(String color) { this.color = color; } public void setX(int x) { this.x = x; } public void setY(int y) { this.y = y; } public void setR(int r) { this.r = r; } public void draw() { System.out.println( "Circle::Draw() [ Color: " + color + ", x: " + x + ", y: " + y + ", radius: " + r + " ]" ); }
}

Bước 2

Tạo Factory thực hiện công việc khởi tạo các object Circle.

flyweightpattern/Factory.java

package flyweightpattern; import java.util.HashMap; public class Factory { private static final HashMap<String, Circle> circleMap = new HashMap<String, Circle>(); public static Circle getCircle(String color) { if (circleMap.containsKey(color)) { return circleMap.get(color); } else { System.out.println("Creating circle of color: " + color); Circle c = new Circle(color); circleMap.put(color, c); return c; } }
}

Bước 3

Sử dụng Factory để yêu cầu lấy các object Circle bằng cách truyền vào thông tin về màu sắc.

PatternDemo.java

import flyweightpattern.Circle;
import flyweightpattern.Factory; public class PatternDemo { private static final String colorList[] = { "Red", "Green", "Blue", "White", "Black" }; public static void main(String[] args) { for (int i=0; i<20; i++) { Circle c = Factory.getCircle(randomCollor()); c.setX(randomX()); c.setY(randomY()); c.setR(100); c.draw(); } } private static String randomCollor() { return colorList[(int) (Math.random() * colorList.length)]; } private static int randomX() { return (int) (Math.random() * 100); } private static int randomY() { return (int) (Math.random() * 100); }
}

Bước 4

Kiểm chứng lại kết quả được in ra ở console.

console

Creating circle of color: Red
Circle::Draw() [ Color: Red, x: 20, y: 91, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Red, x: 93, y: 33, radius: 100 ]
Creating circle of color: White
Circle::Draw() [ Color: White, x: 49, y: 40, radius: 100 ]
Creating circle of color: Green
Circle::Draw() [ Color: Green, x: 82, y: 60, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: White, x: 27, y: 73, radius: 100 ]
Creating circle of color: Black
Circle::Draw() [ Color: Black, x: 66, y: 5, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Red, x: 71, y: 69, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: White, x: 39, y: 87, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Black, x: 82, y: 25, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Green, x: 24, y: 69, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Black, x: 83, y: 17, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Red, x: 60, y: 27, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Black, x: 48, y: 73, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Red, x: 99, y: 10, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Red, x: 86, y: 74, radius: 100 ]
Creating circle of color: Blue
Circle::Draw() [ Color: Blue, x: 94, y: 85, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: White, x: 87, y: 51, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: Red, x: 82, y: 81, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: White, x: 94, y: 2, radius: 100 ]
Circle::Draw() [ Color: White, x: 75, y: 74, radius: 100 ]