デザインパターン：Javaのシングルトン

デザインパターンは、オブジェクト指向ソフトウェア開発で利用可能なベストプラクティスを利用する必要がある場合にプログラマーにとって有益です。 デザインパターンは、目前のデザイン問題を解決するための十分に証明され、試行され、テストされたソリューションとして理解できます。 Design Systemsは、問題、解決策、解決策をいつ適用するか、およびその結果について説明します。 ある意味で、デザインパターンは、ソフトウェア開発者が特定のオブジェクト指向の設計問題を解決するときに実装できるさまざまなテンプレートと考えることができます。

ゼロからのコーディングと比較して、Javaでデザインパターンを使用する機能のいくつかは次のとおりです。

• デザインパターンはすでに定義され、実装されています。 結果として、それらは反復的な問題を解決するための標準的なアプローチを提供します。 その意味で、プログラマーは多くの時間と労力を節約するのに役立ちます。
• デザインパターンを使用すると、コードの再利用性が保証され、Javaコードの高い保守性と堅牢性が実現します。 これらすべてにより、手元にあるソフトウェアの総所有コスト（TCO）が削減されます。
• デザインパターンにより、コードが読みやすく理解しやすくなり、通信が高速化され、ソフトウェア開発がシームレスになります。

Javaプログラミング言語は、プログラマーと開発者向けにさまざまなデザインパターンを提供します。これらは、大きく3つのカテゴリに分類できます。

• 創造的なデザインパターン
• 構造設計パターン
• 行動デザインパターン

これらのパターンはすべて、さまざまなユースケースと目的に使用されます。 この記事では、Javaのデザインパターンの1つであるシングルトンデザインパターンについて説明します。これは、作成デザインパターンのカテゴリに分類されます。

Javaのシングルトンデザインパターン

シングルトンデザインパターンは、CreationalDesignPatternカテゴリに属します。 これにより、クラスにインスタンスが1つだけ存在するようになり、このインスタンスにグローバルアクセスポイントが提供されます。 そうすることで、シングルトンデザインパターンは2つの問題を同時に解決します。これらには次のものが含まれます。

1.特定のクラスにインスタンスが1つしかないことを保証します。

これは、特にデータベースやファイルなどの共有リソースで作業する場合に考慮することが重要です。 オブジェクトを作成したと想像してみてください。しばらくして、新しいオブジェクトを作成することにしました。 シングルトンデザインパターンでは、新しいオブジェクトを受け取る代わりに、すでに作成したオブジェクトを取得します。 このように、このデザインパターンは、オブジェクトの冗長性がなく、クラスにインスタンスが1つしかないことを保証します。 コンストラクター呼び出しは常に新しいオブジェクトを返す必要があるため、この動作をコンストラクターで複製することは不可能です。

2.特定のインスタンスへのグローバルアクセスポイントを提供します。

重要なオブジェクトを格納するために使用するグローバル変数は非常に便利です。 また、コードのどの部分にもグローバル変数の内容を上書きする権限があり、誤ったコードの部分につながるため、これらも同様に安全ではありません。 グローバル変数と同様に、シングルトンパターンを使用すると、プログラムのどこからでもさまざまなオブジェクトにアクセスできます。 ただし、グローバル変数とは異なり、シングルトンパターンはそのインスタンスが別のプログラムによって上書きされないように保護します。

現在、シングルトンデザインパターンは非常に広く使用され普及しているため、上記の問題の1つだけを解決したとしても、プログラマーは何かをシングルトンと呼ぶことがあります。 シングルトンデザインパターンのすべての実装には、次の2つの共通のステップがあります。

• デフォルトのコンストラクターをプライベートにして、他のクラスやオブジェクトがシングルトンクラスで新しい演算子を使用できないようにします。
• コンストラクターとして機能する静的作成メソッドを構築します。 次に、このメソッドはプライベートコンストラクターを呼び出してオブジェクトを作成し、静的フィールドに保存します。 この特定のメソッドへの今後のすべての呼び出しは、キャッシュされたオブジェクトを返すようになりました。

政府の機能は、シングルトンデザインパターンがどのように機能するかを理解するための優れた実例です。 政府を構成する個人の個人的アイデンティティに関係なく、「Xの政府」というタイトルは、話し合われている人々のグループを識別するグローバルなアクセスポイントです。

Javaでのシングルトンデザインパターンの実装

Javaで独自のシングルトンデザインパターンを実装するには、次の手順のリストを実行してください。

• シングルトンインスタンスを格納するクラスにプライベート静的フィールドを追加します。
• 適切なシングルトンインスタンスを取得するには、パブリック静的メソッドを宣言する必要があります。
• ここで、静的メソッド内で「レイジー初期化」を実行する必要があります。 これは基本的に、最初の呼び出しで新しいオブジェクトを開発し、それを静的フィールドに配置する必要があります。 静的メソッドは、後続のすべての呼び出しで常にその特定のインスタンスを返す必要があります。
• コンストラクターをプライベートにします。 クラスの静的メソッドは引き続きコンストラクターを呼び出すことができますが、他のオブジェクトは呼び出すことができません。
• クライアントコードに目を通し、Singletonのコンストラクターへのすべての直接呼び出しを静的作成メソッドへの呼び出しに置き換えてください。

結論は

Javaは非常に多様で影響力のあるプログラミング言語であり、今日使用されているほとんどのWebおよびデスクトップアプリケーションの基盤として登場しています。 これは、プログラマーが最適化された方法でよりパフォーマンスの高いソフトウェアを開発するために使用できるいくつかの機能と戦略を提供します。 デザインパターンは、Javaプログラマーがコードを読みやすく、再利用可能で、理解しやすいものにするために採用した戦略の1つです。

デザインパターンは、意欲的なソフトウェア開発者が検討する必要のある基本概念の1つです。 ソフトウェア開発の世界は広く、フロントエンド、バックエンド、データベース、サーバーなど、あらゆる側面を網羅しています。 そのようなシナリオでは、時間の必要性はあなたの学習へのアプローチで組織化されるべきです。 upGradでは、ソフトウェア開発の分野で長期的なキャリアを築くのに役立つソフトウェア開発コースをチェックできます。 IIIT-Bと共同で提供されるこのコースは、業界の専門家によって教えられ、選択した方向にキャリアを進める機会を提供します。 コースの詳細を確認して、今日登録してください–コースは2021年9月30日から始まります！