GoF의 디자인 패턴, 플라이급 패턴에 대해 알아본다.
해당 글은, 다음의 코드를 기반으로 이해하는 것이 편리합니다.
핵심 요약
- 플라이급 - 가볍고 민첩한 복싱 선수의 체급을 의미
- 어떤 객체를 사용하기 위해 매번 생성하지 않고 한번만 생성함
- 다시 필요해지는 경우 이전에 생성된 객체를 재사용
- 객체 생성시 많은 자원이 소모되는 경우 적은 자원으로 필요한 객체를 재사용할 수 있음
예시
Digit- 0~9 의 숫자를 화면에 표시
- 화면에 표시 == 픽셀로 화면에 그려야 함
- 많은 양의 메모리를 사용한다고 가정
- 이 때 사용하는 데이터는
0.txt와 같은 형태로 저장되어 있다고 하자. - 생성시 파일을 읽고 데이터를 읽어 출력한다.
- 이렇기 때문에 모든 내용을 메모리에 모두 적재해야 한다는 점에서 메모리 사용량이 많다.
DigitFactory- 바깥 쪽에서 원하는 숫자를 넘기면 반환
- Digit 객체를 미리 생성해두지 않고, 처음 요청 받을시 한번만 생성
- 동일한 요청을 받으면 그대로 리턴
Number- 긴 숫자값을 화면에 출력
추가 예시
- Number class를 생성시 434331의 값을 가지고 생성하라고 했다고 가정하자.
- 그렇다면 각 숫자에 해당하는 숫자를 화면에 표시하기 위해 Digit 인스턴스를 사용해야 한다.
- 그렇다면 4, 3과 같이 반복되는 숫자에 대해서 각각에 해당하는 Digit 인스턴스를 가져야할까?
- 이럴 경우 Flyweight 패턴을 이용하여 이미 생성된 객체중 1, 3, 4 객체 3개만 사용하면 된다.
코드
Main
//
// main.swift
// Flyweight
//
// Created by Choiwansik on 2023/01/02.
//
import Foundation
internal func main() {
let number = Number(integer: 434331)
number.print()
}
main()
Number
//
// Number.swift
// Flyweight
//
// Created by Choiwansik on 2023/01/02.
//
import Foundation
internal class Number {
internal init(integer: Int) {
let string = String(integer)
let factory = DigitFactory()
(0..<string.count)
.map { (offset: Int) -> String in
let index = string.index(string.startIndex, offsetBy: offset)
return String(string[index])
}
.compactMap { Int($0) }
.forEach {
self.digitList.append(factory.digit(of: $0))
}
}
internal func print() {
self.digitList.forEach {
$0.print()
}
}
private var digitList = [Digit]()
}
DigitFactory
//
// DigitFactory.swift
// Flyweight
//
// Created by Choiwansik on 2023/01/02.
//
import Foundation
internal class DigitFactory {
internal func digit(of integer: Int) -> Digit {
// 0-9 이외의 값이 들어오는 경우는 시간상 제외함
if let digit = self.pool[integer],
digit != nil {
return digit!
} else {
let digit = Digit(filename: "\(integer).txt")
self.pool[integer] = digit
return digit
}
}
private var pool = Dictionary(uniqueKeysWithValues: zip(0...9, [Digit?].init(repeating: nil, count: 10)))
}
Digit
//
// Digit.swift
// Flyweight
//
// Created by Choiwansik on 2023/01/02.
//
import Foundation
internal class Digit {
internal init(filename: String) {
self.data = TextReader.read(filename: filename)
}
internal func print() {
Swift.print(self.data)
}
private var data = ""
}
결과
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#동기
- 객체 중심으로 설계하는 것은 많은 효과를 얻을 수 있지만, 구현 비용이 높을 경우가 있을 수도 있다.
- 문자 편집기 같은 것을 생각할 때, 화면에 실제로 표현되기 위한 데이터를 계속해서 생성해서 사용한다면 비용이 많이 든다.
활용성
- 응용 프로그램이 대량의 객체를 사용해야 할 때
- 객체의 수가 너무 많아져 저장 비용이 높아질 때
- 대부분의 객체 상태를 부가적인 것으로 만들 수 있을 때
- 객체의 많은 부분을 적은 수의 공유 객체로 대체할 수 있을 때
구조
참여자
- FlyWeight(
Digit) - FlyWeightFactory(
DigitFactory) - Number(
client)
협력 방법
client는Flyweight인스턴스를FlyWeightFactory에 요청하여 사용한다.
결과
- 장점
- 공유 객체 사용을 통해 메모리 절약
- 인스턴스 개수 줄일 수 있음
- 본질적 상태(숫자는 10개 - 10개만 있으면 됨)를 줄일 수 있음
- 단점
- 런타임 비용 증가
- 부가적 상태(숫자를 의미하는 것 이외의 상태 -
Number와 같은 것, 색상 등등)를 연산해야 함
구현
- 공유 하여 사용할 것이기 때문에 본질적 상태로 만드는 것이 중요하다.
- 부가적인 상태는 제외하고 연산을 통해 처리한다.
- 공유 객체를 관리할 녀석을 만든다.
생각해볼 점
- 늦은 생성 (lazy Initialzation)은 언어 차원에서 지원해주는 것이 보다 좋다고 느꼈다.
- 그리고 컴파일러 단에서 최적화가 일어날 수도 있다.
- 값이 초기에 생성되는 경우에만 넣는 개념 자체를 처리하는 방법은 굳이 패턴을 사용하지 않아도 가능하다.
- dictionary를 사용하여 명확하게 들어온 경우에만 생성하는 방법도 있다.
- 해당 패턴은 개념에 대해서는 이해하되, 어떠한 구현 방법에 매몰되지 않는 것이 좋다.
- 성능이 높아진 것도 해당 패턴의 중요성이 줄어드는데 역할을 했다.
- 다만, 공유된 상태가 필요할 경우 본질적, 부가적인 상태를 나누는 것은 의미가 있어 보인다.
Reference
Goal, Plan, Execute.