Шаблон Flyweight в Go

Что это такое

Паттерн Flyweight (Приспособленец) экономит память, когда программа держит тысячи похожих объектов: тяжёлая общая часть хранится один раз и на неё все ссылаются, а каждый объект хранит только свою маленькую уникальную часть.

Лесу из 10 000 деревьев не нужны 10 000 текстур — ему нужны 2 вида деревьев и 10 000 крошечных записей (x, y, вид).

Пример: лес из общих видов

GetKind() выдаёт общие объекты видов, создавая каждый только при первом запросе. Каждое дерево хранит лишь позицию и указатель.

Много деревьев, мало видов

Четыре дерева, но «создаётся вид» печатается только дважды — дуб и сосна существуют по одному экземпляру, каким бы большим ни стал лес.

Напишите программу на Go с паттерном Flyweight: тяжёлый TreeKind (название, текстура) хранится по одному экземпляру на каждый вид в map за функцией GetKind, которая печатает сообщение, когда создаёт вид, и лёгкие структуры Tree, хранящие только позицию и указатель на свой вид. Посадите четыре дерева двух видов и напечатайте, сколько деревьев существует и сколько видов было сохранено.

> Вывод: программа на Go и захваченный вывод

Prompt

Напишите программу на Go с паттерном Flyweight: тяжёлый TreeKind (название, текстура) хранится по одному экземпляру на каждый вид в map за функцией GetKind, которая печатает сообщение, когда создаёт вид, и лёгкие структуры Tree, хранящие только позицию и указатель на свой вид. Посадите четыре дерева двух видов и напечатайте, сколько деревьев существует и сколько видов было сохранено.

Вывод: программа на Go и захваченный вывод

package main

import "fmt"

// Тяжёлая общая часть — создаётся один раз для каждого вида.
type TreeKind struct {
  name    string
  texture string
}

var kinds = map[string]*TreeKind{}

func GetKind(name string) *TreeKind {
  if k, ok := kinds[name]; ok {
    return k
  }
  fmt.Println("создаётся вид:", name)
  k := &TreeKind{name: name, texture: name + ".png"}
  kinds[name] = k
  return k
}

// Лёгкая часть каждого дерева: позиция и указатель.
type Tree struct {
  x, y int
  kind *TreeKind
}

func main() {
  forest := []Tree{
    {x: 1, y: 2, kind: GetKind("дуб")},
    {x: 3, y: 4, kind: GetKind("сосна")},
    {x: 5, y: 6, kind: GetKind("дуб")},
    {x: 7, y: 8, kind: GetKind("сосна")},
  }

  fmt.Println("посажено деревьев:", len(forest))
  fmt.Println("сохранено видов:  ", len(kinds))
}

Когда его использовать

Используйте его, когда профилирование показывает нехватку памяти из-за множества объектов, повторяющих тяжёлые данные, — плитки карт, глифы, частицы, кэшированные стили.

Пропустите его, если объектов меньше тысяч или общая часть невелика. Это паттерн оптимизации: без проблемы с памятью он даёт только сложность.

Плюсы и минусы

Плюсы: большая экономия памяти на больших объёмах; общие данные обновляются в одном месте.

Минусы: общие объекты нужно считать доступными только для чтения — одна неосторожная запись изменит «каждый дуб в лесу»; разделение на общую и уникальную части усложняет модель.