[Design Patterns] Prototype Pattern

Prototype Pattern thường được sử dụng để nhân bản một object với lưu ý về mặt hiệu năng xử lý. Protype Pattern được xếp vào nhóm các pattern Khởi Tạo.

Prototype Pattern sử dụng một giao diện kiểu mẫu để tạo ra một bản sao clone của một object. Pattern này được sử dụng khi mà việc khởi tạo một object trực tiếp gặp nhiều khó khăn và tiêu tốn tài nguyên về thời gian.

Ví dụ, một object được tạo ra sau một lần mở kết nối tới CSDL có thể được cho là đắt đỏ. Chúng ta có thể ghi đệm lại object này vào một cache, và lần tới khi yêu cầu được gửi đến, chúng ta có thể tạo ra một bản sao clone và trả về, đồng thời cập nhật CSDL, thay vì truy xuất lại thông tin từ CSDL và khởi tạo lại object từ đầu.

Áp dụng triển khai

• Chúng ta sẽ tạo 01 abstract class Shape.
• Và các class mô tả thực thể mở rộng Shape.
• Ở bước tiếp theo, 01 class Cache ghi đệm các object đã được tạo ra sẽ được định nghĩa.
• Cuối cùng là code main ở PatternDemo sẽ sử dụng Cache để yêu cầu lấy các object Shape.

Về mặt quản lý code, chúng ta sẽ có 01 package tên là shapeprototype. Code sử dụng ở phía client sẽ chỉ có thể tham chiếu tới Cache và Shape được mở public. Các thành phần còn lại của shapeprototype đều được đặt access modifier là default.

Bước 1

Tạo 01 abstract class Shape triển khai interface Cloneable.

shapeprototype/Shape.java

package shapeprototype; public abstract class Shape
implements Cloneable { private String id; protected String type; public abstract void draw(); public String getType() { return type; } public void setId(String id) { this.id = id; } public String getId() { return id; } @Override public Object clone() { Object clone = null; try { clone = super.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } return clone; }
}

Bước 2

Tạo các class mô tả thực thể mở rộng Shape.

shapeprototype/Circle.java

package shapeprototype; class Circle
extends Shape { public Circle() { type = "circle"; } @Override public void draw() { System.out.println("Một hình tròn."); }
}

shapeprototype/Triangle.java

package shapeprototype; class Triangle
extends Shape { public Triangle() { type = "triangle"; } @Override public void draw() { System.out.println("Một hình tam giác."); }
}

shapeprototype/Square.java

package shapeprototype; class Square
extends Shape { public Square() { type = "square"; } @Override public void draw() { System.out.println("Một hình vuông."); }
}

Bước 3

Tạo 01 class Cache để truy vấn các object Shape từ CSDL và ghi đệm vào một.

shapeprototype/Cache.java

package shapeprototype; import java.util.Hashtable; public class Cache { private static Hashtable<String, Shape> cachedShapes = new Hashtable<String, Shape>(); public static Shape getShape(String id) { return (Shape) cachedShapes.get(id).clone(); } public static void load() { Circle circle = new Circle(); circle.setId("1"); cachedShapes.put(circle.getId(), circle); Triangle triangle = new Triangle(); triangle.setId("2"); cachedShapes.put(triangle.getId(), triangle); Square square = new Square(); square.setId("3"); cachedShapes.put(square.getId(), square); }
}

Bước 4

Tại PatternDemo, sử dụng Cache để tạo ra các bản sao của các object Shape được ghi đệm trước đó trong Hashtable.

PatternDemo.java

import shapeprototype.Cache;
import shapeprototype.Shape; public class PatternDemo { public static void main(String[] args) { Cache.load(); Shape clonedCircle = (Shape) Cache.getShape("1"); System.out.println("=== Cloned " + clonedCircle.getType()); clonedCircle.draw(); Shape clonedTriangle = (Shape) Cache.getShape("2"); System.out.println("=== Cloned " + clonedTriangle.getType()); clonedTriangle.draw(); Shape clonedSquare = (Shape) Cache.getShape("3"); System.out.println("=== Cloned " + clonedSquare.getType()); clonedSquare.draw(); }
}

Bước 5

Kiểm chứng lại thông tin được in ra ở console.

console

=== Cloned circle
Một hình tròn.
=== Cloned triangle
Một hình tam giác.
=== Cloned square
Một hình vuông.