- Flyweight (Peso ligero): Reduce la redundancia cuando gran cantidad de objetos poseen
idéntica información.
El patrón Flyweight (u objeto ligero) sirve para
eliminar o reducir la redundancia cuando tenemos gran cantidad de objetos que
contienen información idéntica, además de lograr un equilibrio entre
flexibilidad y rendimiento (uso de recursos).
Representación gráfica del Flyweight.
Problema que soluciona
Necesitamos representar gráficamente muchas pelotas idénticas que rebotan en
los bordes de una ventana, así que creamos una clase que tenga por atributos
las coordenadas, el radio y el color con que se dibujará la pelota.
Problema: Aunque las coordenadas son distintas, como queremos que nuestras
pelotas sean iguales, el radio y el color se repetirán en cada instancia,
desperdiciando memoria.
Implementación
Crear una clase Pelota Flyweight, que contendrá la información común (radio y
color) y otra clase Pelota Concreta, que contendrá las coordenadas concretas de
cada pelota y una referencia a un objeto de tipo Pelota Flyweight.
Al crearse instancias de PelotaConcreta, se les deberá proveer de referencias a
la instancia de Pelota Flyweight adecuada a nuestras necesidades.
En este caso solamente tendríamos una instancia de Pelota Flyweight, puesto que
hemos dicho que todas nuestras pelotas tienen el mismo radio y color, pero
pensando en un ejemplo en el que tuviéramos varios grupos de pelotas, y dentro
de cada uno de los cuales se compartieran el radio y el color, se puede
utilizar Flyweight conjuntamente con el patrón Factory, de tal modo que
este último, en el momento en que se le soliciten instancias de Pelota Concreta
con determinadas características (mismo radio y color que el solicitado),
compruebe si ya existe un Pelota Flyweight con ese radio y color, y devuelva
esa referencia o, en caso de que no exista, la cree y la registre. El patrón
Factory se encargaría de gestionar los Pelota Flyweight existentes.
Pasos para aplicar el patrón
1. Asegúrese que el
rendimiento en los objetos es un tema primordial, y si el cliente está
dispuesto a asumir el reajuste
2. Divida el objetivo
principal en estados: Estado Intrínseco (elementos que se puedan compartir o
son comunes) y Estado Extrínseco (elementos particulares a cada tipo)
3. Retire los elementos
con estado extrínseco de los atributos de la clase, y añádale más bien una
llamada a métodos
4. Crear una fábrica
que pueda almacenar y reutilizar las instancias existentes de clases
5. El cliente debe usar
la fábrica en vez de utilizar el operador new si requiere de creación de
objetos
6. El cliente (o un
tercero) debe revisar los estados extrínsecos, y reemplazar esos estados a
métodos de la clase
Ventajas y Desventajas
Ventajas: Reduce en
gran cantidad el peso de los datos en un servidor
Desventajas: Consume un
poco más de tiempo para realizar las búsqueda
- Proxy:
Mantiene un representante de un objeto.
El patrón Proxy es un patrón estructural que tiene
como propósito proporcionar un subrogado o intermediario de un objeto para
controlar su acceso.
Representación gráfica de Proxy
Motivación
Para explicar la motivación del uso de este patrón veamos un escenario donde su
aplicación sería la solución más adecuada al problema planteado. Consideremos
un editor que puede incluir objetos gráficos dentro de un documento. Se
requiere que la apertura de un documento sea rápida, mientras que la creación
de algunos objetos (imágenes de gran tamaño) es cara. En este caso no es
necesario crear todos los objetos con imágenes nada más abrir el documento
porque no todos los objetos son visibles. Interesa por tanto retrasar el coste
de crear e inicializar un objeto hasta que es realmente necesario (por ejemplo,
no abrir las imágenes de un documento hasta que no son visibles). La solución
que se plantea para ello es la de cargar las imágenes bajo demanda. Pero, ¿cómo
cargar las imágenes bajo demanda sin complicar el resto del editor? La
respuesta es utilizar un objeto proxy. Dicho objeto se comporta como una imagen
normal y es el responsable de cargar la imagen bajo demanda.
Aplicabilidad
El patrón proxy se usa cuando se necesita una referencia a un objeto más
flexible o sofisticado que un puntero. Dependiendo de la función que se desea
realizar con dicha referencia podemos distinguir diferentes tipos de proxies:
- proxy
remoto: representante local de un objeto remoto.
- proxy
virtual: crea objetos costosos bajo demanda (como la clase Imagen Proxy en
el ejemplo de motivación).
- proxy
de protección: controla el acceso al objeto original proxy de referencia
inteligente: sustituto de un puntero que lleva a cabo operaciones
adicionales cuando se accede a un objeto (ej. contar número de referencias
al objeto real, cargar un objeto persistente bajo demanda en memoria,
control de concurrencia de acceso tal como bloquear el objeto para impedir
acceso concurrente, …).
Colaboraciones
Dependiendo de la clase de proxy, el objeto proxy redirige las peticiones
al objeto real que representa.
Ejemplos de
funcionamiento:
- Diagrama
de clases para un ejemplo del patrón proxy.
- Diagrama
de secuencia para un ejemplo en el que no se utiliza el patrón proxy.
- Diagrama
de secuencia para un ejemplo en el que se utiliza el patrón proxy.
Consecuencias
El uso de un proxy introduce un nivel de indirección adicional con diferentes
usos:
- Un
proxy remoto oculta el hecho de que un objeto reside en otro espacio de
direcciones.
- Un
proxy virtual puede realizar optimizaciones, como la creación de objetos
bajo demanda.
- El
proxy de protección y las referencias inteligentes permiten realizar
diversas tareas de mantenimiento adicionales al acceder a un objeto.
Además, su uso también permite realizar una optimización COW (copy-on-write) ,
puesto que copiar un objeto grande puede ser costoso, y si la copia no se
modifica, no es necesario incurrir en dicho gasto. Además el sujeto mantiene un
número de referencias, y sólo cuando se realiza una operación que modifica el
objeto, éste se copia. Es útil por tanto para retrasar la replicación de un
objeto hasta que cambia.
Patrones relacionados
- El
patrón Adaptador proporciona una
interfaz diferente al objeto que adapta, mientras que el proxy tiene la
misma interfaz, pero ambos redirigen la petición del cliente al verdadero
sujeto que la ejecuta con la posibilidad de incorporar lógica
adicional : comprobación de acceso, creación del sujeto real…
- El
Proxy se puede diseñar de manera similar al patrón decorador, pero el propósito
es diferente: el decorador añade responsabilidades a un objeto, el proxy
sólo controla su acceso. Así, si el proxy no tiene una fuerte dependencia
con el sujeto real (por ejemplo, no es de creación), y no tiene que
instanciarlo, puede adoptar el mismo diseño que el decorador, y ser un
proxy de cualquier sujeto (referencia a la interfaz que el cliente
conoce).
Ejemplos comunes de la aplicación del
patrón proxy
A continuación se presentan algunos de los ejemplos más comunes en los que se
utiliza el patrón proxy:
- Añadir
acceso de seguridad a un objeto existente. El proxy determinará si el
cliente puede acceder al objeto de interés (proxy de protección).
- Proporcionando
interfaz de recursos remotos como el servicio web o recursos REST.
- Coordinación
de las operaciones costosas en recursos remotos pidiendo los recursos a
distancia para iniciar la operación tan pronto como sea posible antes de
acceder a los recursos.
- Agregar
una operación segura para los subprocesos a una clase existente sin
cambiar el código de la clase existente.
