Padrões de design: Singleton em Java

Os Design Patterns são benéficos para os programadores quando eles precisam utilizar as melhores práticas disponíveis no desenvolvimento de software orientado a objetos. Padrões de Projeto podem ser entendidos como soluções comprovadas e testadas para resolver o problema de projeto em questão. Design Systems descreve o problema, a solução, quando aplicar a solução e suas consequências. De certa forma, os Design Patterns podem ser vistos como modelos diferentes que os desenvolvedores de software podem implementar quando estão resolvendo problemas específicos de design orientado a objetos.

Alguns dos recursos do uso de padrões de design em Java em comparação com a codificação do zero incluem:

• Os Design Patterns já estão definidos e implementados. Como resultado, eles fornecem uma abordagem padrão para resolver problemas repetitivos. Nesse sentido, ajuda os programadores a economizar muito tempo e esforço.
• O uso de Padrões de Design garante a reutilização de seu código, o que leva a alta capacidade de manutenção e robustez de seu código Java. Tudo isso reduz o custo total de propriedade (TCO) do software disponível.
• Os Design Patterns tornam o código fácil de ler e entender, o que leva a uma comunicação mais rápida e ao desenvolvimento de software contínuo.

A linguagem de programação Java oferece vários padrões de design para programadores e desenvolvedores, que podem ser divididos em três categorias:

• Padrões de design de criação
• Padrões de Projeto Estrutural
• Padrões de Design Comportamental

Todos esses padrões são usados ​​para diferentes casos de uso e propósitos. Através deste artigo, vamos falar sobre um tipo de Design Pattern em Java – Singleton Design Pattern, que se enquadra na categoria Creational Design Patterns.

Padrão de Design Singleton em Java

O Padrão de Design Singleton pertence à categoria Padrão de Design Criacional. Ele garante que uma classe tenha apenas uma instância, fornecendo a essa instância um ponto de acesso global. Ao fazer isso, o Singleton Design Pattern resolve dois problemas de uma só vez – estes incluem:

1. Garante que uma determinada classe tenha apenas uma instância.

Isso é importante considerar, especialmente ao trabalhar em recursos compartilhados, como um banco de dados ou um arquivo. Imagine que você criou um objeto, mas depois de um tempo, decidiu criar um novo. No Padrão de Design Singleton, em vez de receber um novo objeto, você receberá o que já fez. Dessa forma, esse Design Pattern garante que não haja redundância de objetos e que uma classe tenha apenas uma instância. Esse comportamento é impossível de replicar com construtores porque as chamadas de construtor sempre devem retornar um novo objeto.

2. Fornece um ponto de acesso global para a instância específica.

As variáveis ​​globais que você usa para armazenar objetos essenciais são bastante úteis. Eles também são igualmente inseguros, pois qualquer pedaço de código tem o poder de sobrescrever o conteúdo de suas variáveis ​​globais, levando a um código errôneo para você. Assim como as variáveis ​​globais, os padrões Singleton permitem acessar diferentes objetos de qualquer lugar do programa. No entanto, ao contrário das variáveis ​​globais, os padrões Singleton protegem essa instância de ser substituída por outro programa.

Hoje em dia, o Padrão de Design Singleton é tão amplamente usado e predominante que os programadores podem chamar algo de Singleton mesmo que resolva apenas um dos problemas listados acima. Todas as implementações de Singleton Design Patterns têm as duas etapas a seguir em comum:

• Tornar o construtor padrão privado para evitar que outras classes e objetos usem novos operadores com classes Singleton.
• Construindo um método de criação estático para funcionar como um construtor. Esse método, então, chama o construtor privado para criar um objeto e o salva em um campo estático. Todas as próximas chamadas para esse método específico agora retornam o objeto em cache.

O funcionamento do governo é um excelente exemplo da vida real para entender como funcionam os Singleton Design Patterns. Independentemente das identidades pessoais dos indivíduos que constituem os governos, o título, “O Governo de X”, é o ponto de acesso global que identifica o grupo de pessoas sobre o qual se fala.

Implementando o padrão de design singleton em Java

Por favor, siga a seguinte lista de etapas para implementar seu próprio padrão de design Singleton em Java:

• Adicione um campo estático privado à classe onde você deseja armazenar a instância singleton.
• Para obter a instância singleton apropriada, você deve declarar um método estático público.
• Agora, você precisa executar a “inicialização lenta” dentro do método estático. Isso deve essencialmente desenvolver um novo objeto em sua primeira chamada e colocá-lo no campo estático. O método estático deve sempre retornar essa instância específica em todas as chamadas subsequentes.
• Torne o construtor privado. O método estático da classe ainda poderá chamar o construtor, mas não os outros objetos.
• Por favor, reveja o código do cliente e substitua todas as chamadas diretas ao construtor do Singleton por chamadas ao seu método de criação estático.

Para concluir

Java é uma linguagem de programação altamente diversificada e influente, e surgiu como uma base para a maioria dos aplicativos da Web e de desktop em uso hoje. Ele fornece vários recursos e estratégias que os programadores podem usar para desenvolver software com melhor desempenho de maneira otimizada. Padrões de Design são uma dessas estratégias adotadas por programadores Java para tornar seus códigos legíveis, reutilizáveis ​​e compreensíveis.

Os Design Patterns formam um dos conceitos básicos que qualquer aspirante a desenvolvedor de software deve analisar. O mundo do desenvolvimento de software é amplo e abrange todos os aspectos de front-end, back-end, banco de dados, servidor e muito mais. Em tal cenário, a necessidade do momento é ser organizado em sua abordagem ao aprendizado. No upGrad, você pode conferir os Cursos de Desenvolvimento de Software que o ajudarão a construir uma carreira duradoura na área de desenvolvimento de software. Oferecido em colaboração com o IIIT-B, este curso é ministrado por especialistas do setor e oferece a você a chance de avançar em sua carreira na direção de sua escolha. Confira os detalhes do curso e inscreva-se hoje – o curso começa em 30 de setembro de 2021!