Flyweight パターン

Flyweight パターンは、大量の類似オブジェクトを作成する際にメモリを節約する便利な方法です。

このアプリケーションでは、ユーザーが本を追加できるようにしたいと考えています。すべての本には title（タイトル）、author（著者）、および isbn 番号があります！ただし、図書館は通常、1 冊の本だけを持っていません。通常、同じ本の複数のコピーを持っています。

使用すべき場合

• 利用可能なメモリを枯渇させる可能性のある大量のオブジェクトを作成するときに使用します
• 多くのオブジェクトが同じ固有プロパティを共有している場合に便利です（例：同じ ISBN の本）

使用すべきではない場合

• オブジェクトの数が少なく、メモリが問題にならない場合
• オブジェクトが少ないか、まったく共有固有プロパティを持たない場合 — 固有状態と外部状態の分離は、節約なしに複雑さを追加します
• 追加されたルックアップ/管理オーバーヘッドがメモリの利益を上回る場合

使い方

• 固有（共有）状態と外部（ユニーク）状態を分離します
• Map または同様の構造を使用して、共有オブジェクトインスタンスをキャッシュして再利用します
• 多くの場合、JavaScript のプロトタイプベース継承をより単純な代替案として検討してください

詳細

同じ本の複数のコピーがある場合、新しい本のインスタンスを毎回作成するのは非常に有用ではありません。代わりに、1 冊の本を表す Book コンストラクタの複数のインスタンスを作成したいのです。

class Book {
  constructor(title, author, isbn) {
    this.title = title;
    this.author = author;
    this.isbn = isbn;
  }
}

リストに新しい本を追加する機能を作成しましょう。本が同じ ISBN 番号を持っている場合、つまり同じ本の種類である場合、まったく新しい Book インスタンスを作成する必要はありません。代わりに、最初にこの本がすでに存在するかどうかを確認する必要があります。

const books = new Map();

const createBook = (title, author, isbn) => {
  const existingBook = books.has(isbn);

  if (existingBook) {
    return books.get(isbn);
  }
};

まだ本の ISBN 番号が含まれていない場合は、新しい本を作成して ISBN 番号を isbnNumbers セットに追加します。

const createBook = (title, author, isbn) => {
  const existingBook = books.has(isbn);

  if (existingBook) {
    return books.get(isbn);
  }

  const book = new Book(title, author, isbn);
  books.set(isbn, book);

  return book;
};

createBook 関数は、1 種類の本の新しいインスタンスを作成するのに役立ちます。ただし、図書館には通常、同じ本の複数のコピーが含まれています！ addBook 関数を作成して、同じ本の複数のコピーを追加できるようにしましょう。createBook 関数を呼び出す必要があります。この関数は、新しく作成された Book インスタンス、または既に存在するインスタンスを返します。

コピーの合計数を追跡するために、図書館内の本の総数を含む bookList 配列を作成しましょう。

const bookList = [];

const addBook = (title, author, isbn, availability, sales) => {
  const book = {
    ...createBook(title, author, isbn),
    sales,
    availability,
    isbn,
  };

  bookList.push(book);
  return book;
};

完璧です！コピーを追加するたびに新しい Book インスタンスを作成する代わりに、その特定のコピーに対して既に存在する Book インスタンスを効果的に使用できます。3 冊の本（ハリー・ポッター、モッキングバードを殺すために、そしてグレート・ギャツビー）の 5 つのコピーを作成しましょう。

addBook("Harry Potter", "JK Rowling", "AB123", false, 100);
addBook("Harry Potter", "JK Rowling", "AB123", true, 50);
addBook("To Kill a Mockingbird", "Harper Lee", "CD345", true, 10);
addBook("To Kill a Mockingbird", "Harper Lee", "CD345", false, 20);
addBook("The Great Gatsby", "F. Scott Fitzgerald", "EF567", false, 20);

5 つのコピーがありますが、Book インスタンスは 3 つだけです！

Flyweight パターンは、利用可能なすべての RAM を枯渇させる可能性のある大量のオブジェクトを作成する場合に便利です。これにより、消費されるメモリの量を最小化できます。

JavaScript では、プロトタイプベース継承を通じて、このような問題を簡単に解決できます。最近では、ハードウェアは GB 単位の RAM を備えているため、Flyweight パターンはあまり重要ではなくなりました。

ソース

• patterns.dev/vanilla/flyweight-pattern

参考資料

• Flyweight - Refactoring Guru
• Flyweight Design Pattern - How To Do In Java