Swift 디자인패턴 FlyWeight Pattern (플라이웨이트 패턴)

Swift 디자인패턴 FlyWeight Pattern (플라이웨이트)

 
플라이웨이트 패턴은 메모리 사용량과 처리 과정을 최소화하기 위한 구조 패턴.
 

히스토리

• 2022-06-09: 디자인 패턴 스터디 정리
• 2024-11-26: 포스팅 글 재정리 및 조금 더 실용적인 예제 코드로 변경

 

Flyweight Pattern

 

FlyWeight Pattern

메모리를 효율적으로 사용하는 디자인 패턴으로, 공유 가능한 상태(공통 속성)를 분리하여 객체 생성 비용을 줄이는 방법을 제공

• 대량의 객체를 생성해야 할 때 유용
• 특히 반복적인 데이터를 다루는 경우 메모리 사용량을 크게 줄일 수 있음
• 캐시를 구현하는데도 사용할 수 있음

플라이웨이트 패턴은 일반적으로 3가지 개념으로 구성됨

• Intrinsic State: 공유 가능한 상태로 객체 간 공통된 데이터
• Extrinsic State: 공유되지 않으며, 각 객체에 개별된 데이터
• Flyweight Factory: 플라이웨이트 객체를 생성하고 관리하여 중복 생성을 방지

플라이웨이트 패턴 적용을 고려할 수 있는 상황

• 메모리 사용량을 줄이는 것이 중요한 경우
• 동일하거나 유사한 객체를 대량으로 생성할 때
• 객체의 공통 상태와 개별 상태를 명확히 구분할 수 있을 때

활용 예시

• iOS에서 폰트 객체를 재사용하여 메모리를 절약.
• 캐싱을 활용한 이미지 및 리스트 캐시 관리 (NSCache 또는 커스텀 캐시 구현)

 

코드 예제

캐릭터 객체를 만들고 공유하는 상태와 공유하지 않는 상태를 객체를 공유

class Character {
    // MARK: - Intrinsic State (공유 상태)
    let font: String
    let color: String

    init(font: String, color: String) {
        self.font = font
        self.color = color
    }

    func display(with text: String, at position: CGPoint) {
        print("Displaying '\(text)' at \(position) using font: \(font), color: \(color)")
    }
}

class CharacterFactory {
    private var characters: [String: Character] = [:]

    func getCharacter(font: String, color: String) -> Character {
        let key = "\(font)-\(color)"
        if let character = characters[key] {
            return character
        } else {
            let newCharacter = Character(font: font, color: color)
            characters[key] = newCharacter
            return newCharacter
        }
    }
}


private struct ContentView: View {
    var body: some View {
        Button("Execute") {
            let factory = CharacterFactory()

            let redArial = factory.getCharacter(font: "Arial", color: "Red")
            redArial.display(with: "Hello", at: CGPoint(x: 10, y: 20))

            let blueArial = factory.getCharacter(font: "Arial", color: "Blue")
            blueArial.display(with: "World", at: CGPoint(x: 30, y: 40))

            let anotherRedArial = factory.getCharacter(font: "Arial", color: "Red")
            print("redArial === anotherRedArial: ", redArial === anotherRedArial) // true
            print("redArial === blueArial: ", redArial === blueArial) // false 
        }
    }
}

#Preview {
    ContentView()
}

 

위 코드 결과

정리

주요 이점

• 메모리 절약: 중복 객체 생성 방지
• 성능 개선: 객체 생성과 관리 효율성 증가

주의점

• 코드 복잡성 증가할 수 있음
• 공유 상태랑 개별 상태를 정확히 구분해야 패턴의 효과를 발휘할 수 있음

 

(참고)
https://www.raywenderlich.com/books/design-patterns-by-tutorials/v3.0/chapters/18-flyweight-pattern

Design Patterns by Tutorials, Chapter 18: Flyweight Pattern

https://refactoring.guru/ko/design-patterns/flyweight

플라이웨이트 패턴