Tópico 15 - Flyweight

Motivação

Quando uma aplicação precisa manter milhares de objetos semelhantes na memória, repetir o mesmo estado em cada instância custa caro.

O padrão Flyweight resolve isso ao compartilhar a parte comum entre vários objetos.

Problema

Imagine um mapa interativo do campus com milhares de marcadores de salas, laboratórios e bibliotecas.

Se cada marcador carregar cópia própria de ícone, cor e configuração visual, o consumo de memória cresce sem necessidade.

Conceito principal

• Flyweight é um padrão estrutural
• Ele compartilha estado comum entre muitos objetos
• O estado comum é chamado de intrínseco
• O estado contextual é chamado de extrínseco
• O ganho vem de reutilizar poucos objetos pesados

Como funciona

• O cliente pede um objeto compartilhado para uma fábrica
• A fábrica reutiliza um flyweight existente quando possível
• Cada ocorrência guarda apenas o contexto que varia
• O contexto é passado ao flyweight no momento da operação
• O flyweight precisa ser seguro para compartilhamento

Estrutura / Componentes

• Flyweight guarda estado intrínseco
• Contexto guarda estado extrínseco
• Fábrica reutiliza objetos por chave
• Cliente combina contexto com flyweight
• O conjunto final representa o objeto completo em execução

Exemplo conceitual

• Sistema exibe milhares de locais no mapa do campus
• Todas as salas compartilham o mesmo estilo visual
• Todos os laboratórios compartilham outro estilo
• Posição, nome e disponibilidade mudam por marcador
• Poucos flyweights atendem muitas ocorrencias

Código: flyweight e fábrica

class TipoLocalFlyweight {
    private final String categoria;
    private final String cor;
    private final String icone;
}

class TipoLocalFactory {
    private static final Map<String, TipoLocalFlyweight> tipos = new HashMap<>();

    public static TipoLocalFlyweight obter(String categoria, String cor, String icone) {
        String chave = categoria + ":" + cor + ":" + icone;
        tipos.putIfAbsent(chave, new TipoLocalFlyweight(categoria, cor, icone));
        return tipos.get(chave);
    }
}

Código: contexto

class LocalMapa {
    private final int x;
    private final int y;
    private final String nome;
    private final TipoLocalFlyweight tipo;

    public void renderizar() {
        tipo.desenhar(x, y, nome);
    }
}

Quando usar

• Há muitos objetos semelhantes na memória
• O estado repetido pode ser compartilhado
• O custo de RAM já é um problema real
• O estado compartilhado pode ser imutável
• O time aceita a complexidade extra em troca de otimização

Quando não usar

• O número de objetos é pequeno
• O ganho de memória seria irrelevante
• O estado não pode ser separado com clareza
• O compartilhamento exigiria muita gambiarra
• A equipe está fazendo otimização prematura

Vantagens

• Reduz bastante o uso de memória
• Evita duplicacao de dados iguais
• Reutiliza recursos pesados com eficiencia
• Torna explícito o que é comum e o que é contextual
• Funciona bem com caches e fábricas

Desvantagens

• Aumenta a complexidade do design
• Exige disciplina com imutabilidade
• Pode dificultar entendimento inicial do código
• Introduz coordenação entre contexto e flyweight
• Nem sempre vale a pena em sistemas pequenos