플라이웨이트 패턴(Flyweight Pattern)

플라이웨이트 패턴이란?

플라이웨이트 패턴은 구조 패턴 중 하나로, 많은 수의 객체를 생성해야 할 때 사용하는 패턴입니다.

 

플라이웨이트 패턴을 사용하면 객체의 내부에서 참조하는 객체를 직접 만드는 것이 아니라, 없다면 만들고, 만들어져 있다면 객체를 공유하는 식으로 객체를 구성합니다.

 

보통 팩토리 메서드 패턴을 사용해 객체(FlyweightFlyweight 객체)를 생성하며, 이때 생성하는 객체가 내부적으로 참조하는 객체에 대해, 기존에 있는 객체를 참조만 하는 식으로 객체를 구성하기 때문에 객체의 할당에 사용되는 메모리를 줄일 수 있을 뿐 아니라, 객체를 생성하는 시간도 들지 않게 됩니다.

플라이웨이트 패턴을 언제 적용하면 좋을까?

플라이웨이트 패턴은 다음과 같은 상황이 많을수록 적용하기에 적합합니다.

• 애플리케이션에 의해 생성되는 객체의 수가 많다.
• 생성된 객체가 오래도록 메모리에 상주하며, 사용되는 횟수가 많다.

플라이웨이트 패턴의 가장 대표적인 예로 자바의 String pool이 있습니다. 컴파일 타이밍에 Sring 객체로 선언되어있는 것들은 jvm heap 메모리의 permernant 영역으로 들어가게 됩니다.

 

만약 같은 내용의 String 객체가 선언될 때 새로운 메모리를 할당하는 것이 아니라 Spring pool에 있는지 검사 후 있으면 가져오고 없으면 새로 메모리에 할당하여 사용하도록 하고 있습니다.

플라이웨이트 패턴 예제

게임상에서 새를 표현할 때 기본적인 위치정보와 함께, 유닛의 체력(physical), 공격력(damage)들의 요소를 가지고 구성할 수 있습니다.

이때 각각의 유닛에 대해 physical, damage, 위치정보에 대한 객체를 가지고 있다고 표현할 수 있습니다.

public class Unit {
    private Physical physical;
    private Damage damage;
    private Position position;
}

위 방식에서 해당 유닛에 대한 공통 속성으로 physical과 damage가 있습니다. 이 속성을 공유하는 방식으로 객체를 다시 구성할 수 있습니다. 참고로 여기서 공유되는 속성을 특정 인스턴스에게만 다르게 적용하는 것은 불가능합니다.

// 공유할 객체를 감싼 모델 정의
public class UnitModel {
    private Physical physical;
    private Damage damage;

    public UnitModel() {
        this.physical = new Physical(40);
        this.damage = new Damage(6);
    }
}

// 실제로 매번 생성할 유닛 클래스
public class Unit {
    private UnitModel unitModel;
    private Position position;

    public Unit(UnitModel unitModel, Position position) {
        this.unitModel = unitModel;
        this.position = position;
    }
}

다음은 유닛에 대한 플라이웨이트 팩토리 클래스를 작성할 수 있습니다.

public class UnitFactory {
    private static UnitModel sharedUnitModel;

    private UnitFactory() {
    }

    public static Unit create(Position position) {
        if (sharedUnitModel == null) {
            sharedUnitModel = new UnitModel();
        }
        return new Unit(sharedUnitModel, position);
    }
}