Modelli di progettazione: Singleton in Java

I modelli di progettazione sono utili per i programmatori quando devono utilizzare le migliori pratiche disponibili nello sviluppo di software orientato agli oggetti. I Design Pattern possono essere intesi come soluzioni comprovate e provate per risolvere il problema di progettazione in questione. Design Systems descrive il problema, la soluzione, quando applicare la soluzione e le sue conseguenze. In un certo senso, i Design Pattern possono essere pensati come diversi modelli che gli sviluppatori di software possono implementare quando risolvono specifici problemi di progettazione orientati agli oggetti.

Alcune delle funzionalità dell'utilizzo dei modelli di progettazione in Java rispetto alla codifica da zero includono:

• I Design Pattern sono già definiti e implementati. Di conseguenza, forniscono un approccio standard per risolvere problemi ripetitivi. In questo senso, aiuta i programmatori a risparmiare molto tempo e fatica.
• L'utilizzo di Design Patterns garantisce la riutilizzabilità del codice, il che porta a un'elevata manutenibilità e robustezza del codice Java. Tutto ciò riduce quindi il costo totale di proprietà (TCO) del software in questione.
• I modelli di progettazione rendono il codice facile da leggere e comprendere, il che porta a una comunicazione più rapida e a uno sviluppo software senza interruzioni.

Il linguaggio di programmazione Java offre vari Design Pattern per programmatori e sviluppatori, che possono essere sostanzialmente suddivisi in tre categorie:

• Modelli di progettazione creativa
• Modelli di progettazione strutturale
• Modelli di progettazione comportamentale

Tutti questi modelli vengono utilizzati per diversi casi d'uso e scopi. Attraverso questo articolo, parliamo di un tipo di Design Pattern in Java: Singleton Design Pattern, che rientra nella categoria Creational Design Patterns.

Modello di progettazione singleton in Java

Singleton Design Pattern appartiene alla categoria Creational Design Pattern. Garantisce che una classe abbia solo un'istanza, fornendo a questa istanza un punto di accesso globale. In tal modo, il Singleton Design Pattern risolve due problemi contemporaneamente: questi includono:

1. Garantisce che una determinata classe abbia una sola istanza.

Questo è importante da considerare, soprattutto quando si lavora su risorse condivise, come un database o un file. Immagina di aver creato un oggetto, ma dopo un po' hai deciso di crearne uno nuovo. Nel Singleton Design Pattern, invece di ricevere un nuovo oggetto, otterrai quello che hai già creato. In questo modo, questo Design Pattern non garantisce la ridondanza degli oggetti e che una classe ha solo un'istanza. Questo comportamento è impossibile da replicare con i costruttori perché le chiamate del costruttore devono sempre restituire un nuovo oggetto.

2. Fornisce un punto di accesso globale all'istanza particolare.

Le variabili globali che usi per memorizzare oggetti essenziali sono piuttosto utili. Sono anche ugualmente pericolosi poiché qualsiasi pezzo di codice ha il potere di sovrascrivere il contenuto delle variabili globali, portando a un pezzo di codice errato per te. Proprio come le variabili globali, Singleton Patterns ti consente di accedere a diversi oggetti da qualsiasi punto del programma. Tuttavia, a differenza delle variabili globali, Singleton Patterns evita che l'istanza venga sovrascritta da un altro programma.

Al giorno d'oggi, il Singleton Design Pattern è così ampiamente utilizzato e diffuso che i programmatori possono chiamare qualcosa Singleton anche se risolve solo uno dei problemi sopra elencati. Tutte le implementazioni di Singleton Design Patterns hanno i seguenti due passaggi in comune:

• Rendere privato il costruttore predefinito per impedire ad altre classi e oggetti di usare nuovi operatori con le classi Singleton.
• Creazione di un metodo di creazione statico per funzionare come costruttore. Questo metodo, quindi, chiama il costruttore privato per creare un oggetto e lo salva in un campo statico. Tutte le chiamate imminenti a questo particolare metodo ora restituiscono l'oggetto memorizzato nella cache.

Il funzionamento del governo è un eccellente esempio di vita reale per capire come funzionano i modelli di progettazione Singleton. Indipendentemente dalle identità personali degli individui che costituiscono i governi, il titolo, “Il governo di X”, è il punto di accesso globale che identifica il gruppo di persone di cui si parla.

Implementazione del modello di progettazione singleton in Java

Si prega di seguire il seguente elenco di passaggi per implementare il proprio modello di progettazione Singleton in Java:

• Aggiungi un campo statico privato alla classe in cui desideri archiviare l'istanza singleton.
• Per ottenere l'istanza singleton appropriata, devi dichiarare un metodo statico pubblico.
• Ora, devi eseguire "inizializzazione pigra" all'interno del metodo statico. Questo dovrebbe essenzialmente sviluppare un nuovo oggetto alla sua prima chiamata e inserirlo nel campo statico. Il metodo statico deve sempre restituire quella particolare istanza in tutte le chiamate successive.
• Rendi privato il costruttore. Il metodo statico della classe sarà comunque in grado di chiamare il costruttore, ma non gli altri oggetti.
• Esamina il codice client e sostituisci tutte le chiamate dirette al costruttore di Singleton con le chiamate al suo metodo di creazione statico.

In conclusione

Java è un linguaggio di programmazione molto diversificato e influente ed è emerso come base per la maggior parte delle applicazioni Web e desktop in uso oggi. Fornisce diverse funzionalità e strategie che i programmatori possono utilizzare per sviluppare software con prestazioni migliori in modo ottimizzato. I Design Pattern sono una di queste strategie adottate dai programmatori Java per rendere i loro codici leggibili, riutilizzabili e comprensibili.

I modelli di progettazione costituiscono uno dei concetti di base che ogni aspirante sviluppatore di software dovrebbe esaminare. Il mondo dello sviluppo software è ampio e copre tutti gli aspetti da front-end, back-end, database, server e altro ancora. In un tale scenario, la necessità dell'ora deve essere organizzata nel tuo approccio all'apprendimento. Su upGrad, puoi dare un'occhiata ai corsi di sviluppo software che ti aiuteranno a costruire una carriera di lunga durata nel campo dello sviluppo software. Offerto in collaborazione con IIIT-B, questo corso è tenuto da esperti del settore e ti dà la possibilità di far avanzare la tua carriera nella direzione che preferisci. Scopri i dettagli del corso e registrati oggi: il corso inizia il 30 settembre 2021!