Padrões de Projeto de Software

Transcrição

1 Padrões de Projeto de Software Flyweight Paulo Gomide Departamento de Ciência da Computação Universidade de Itaúna

2 Sumary

3 Flyweight Definição Usa compartilhamento para suportar uma grande quantidade de objetos de baixa granularidade de forma eficiente; Um objeto compartilhado, como o próprio padrão, é conhecido por Flyweight;

4 Motivação Abstrair até o último nível pode ser muito custoso, especialmente em aplicações que utilizam grande número de objetos. Problema Específico Um exemplo real onde o isso acontece é no desenvolvimento de um editor de texto; Se cada caracter é representado por um objeto diferente, pode não haver recursos (memória) sufientes para textos muito grandes.

5 Motivação

6 Motivação Solução Flyweight: monta-se um pool de objetos compartilhados ou pool de Flyweights; Dessa forma, cada caracter tem um objeto nesse pool; Com 100 objetos (tabela ASCII) poderíamos montar textos de qualquer tamanho.

7 Motivação Logicamente existe um objeto para cada ocorrência de um dado caracter no documento.

8 Motivação Entretanto, fisicamente existe um objeto flyweight para cada caracter e ele aparece em diferentes contextos do documento. Cada ocorrência de um dado caracter referencia a mesma instância daquele caracter no pool de flyweights.

9 Motivação

10 Estrutura do Problema Específico

11 Observações Intuito do Flyweight O padrão procura fatorar as informações comuns a diversos objetos; Desassocia o que é intrínseco do que é extrínseco ao objeto: Intrínseco: inerente, próprio do objeto. Informações independentes de contexto, podendo, por isso, ser compartilhadas. Essas informações são armazenadas no Flyweight; Extrínseco: depende e varia com o contexto, não podendo, por isso, ser compartilhado. Tal estado é armazenado no cliente.

12 Aplicabilidade Requisitos para se Aplicar o Padrão O uso do padrão Flyweight é indicado quando: Aplicação utiliza grande número de objetos; Custos de armazenamento altos; A maior parte dos estados dos objetos pode ser tornada intrínseca (estados internalizados); Muitos objetos podem ser substituídos por poucos compartilhados; Aplicação não depende da identidade dos objetos. testes de identidade produzirão o valor verdadeiro para objetos conceitualmente distintos.

13 Estrutura do Problema Geral

14 Estrutura do Problema Geral

15 Participantes do Padrão Client Mantém uma referência ao flyweight; Armazena o estado extrínseco do flyweight. Flyweight Define a interface através da qual os objetos flyweight recebem e agem em relação ao estado extrínseco. FlyweightFactory Cria e gerencia os objetos no pool de flyweight; Garante que o compartilhamento está correto.

16 Participantes do Padrão ConcreteFlyweight São compartilhadas. Implementa a interface flyweight e adiciona características intrínsecas. Ex.: Character. UnsharedConcreteFlyweight Não são compartilhadas; A interface permite o compartilhamento, mas não obriga a utilizá-lo; Ex.: Row, Column.

17 Colaborações Colaborações do Padrão Clientes devem obter Flyweights exclusivamente da Factory, sem instanciar o ConcreteFlyweight diretamente; O estado intrínseco é armazenado no ConcreteFlyweight; O estado extrínseco é armazenado no Client, que o passa ao Flyweight quando chamam suas operações.

18 Conseqüências Vantagens 1. Redução de consumo de memória como função de vários fatores: Redução do total de instâncias resultantes do compartilhamento; Quantidade de estado intrínseco armazenado por objeto; Se o estado extrínseco é armazenado ou computado. 2. Quanto mais objetos Flyweights, mais economia de memória. Desvantagens 1. Aumento do custos de run-time associados com transferência, busca e/ou computação do estado extrínseco. Compensado pela economia em uso de memória...

19 Código de Exemplo Considere o exemplo de motivação: um editor de textos. Definimos uma classe base para os objetos gráficos Flyweights (Gliph).

20 Código de Exemplo Sua subclasse Character é responsável apenas por armazenar o código do caractere.

21 Código de Exemplo A fim de armazenar os atributos extrínsecos usamos a classe GliphContext como um repositório de estados extrínsecos (fonte, por exemplo). Desse modo, qualquer operação que precise saber a fonte do glifo num contexto particular, receberá um objeto GliphContext como parâmetro.

22 Código de Exemplo Outro objeto necessário é o FlyweightFactory que cria glifos e garante que são compartilhados adequadamente. A classe GlyphFactory instancia Character e outros tipo de objetos glifos, compatilhando alguns (Character) e outros não (Row, Column).

23 Código de Exemplo O vetor character (pool) armazena ponteiros para glifos Character indexados pelo código do caracter. No construtor o vetor character é inicializado com zero.

24 Código de Exemplo A operação CreateCharacter busca a referência àquele caracter no vetor character (pool). Caso a referência exista, ela é retornada. adicionada ao vetor e retornada. Caso contrário, ela é criada,

25 Código de Exemplo As demais operações apenas instanciam um novo objeto quando ele é chamado, uma vez que eles não são compartilhados.

26 Padrões Relacionados Composite O padrão Flyweight é normalmente combinado com o padrão Composite; Esta combinação é usada para implementar a estrutura hierárquica lógica na forma de um grafo acíclico direcionado para o compartilhamento das folhas.

27 Obrigado pela atenção! Dúvidas?