รูปแบบการออกแบบ: Singleton ใน Java

Design Patterns มีประโยชน์สำหรับโปรแกรมเมอร์เมื่อพวกเขาต้องการใช้แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการพัฒนาซอฟต์แวร์เชิงวัตถุ รูปแบบการออกแบบสามารถเข้าใจได้เช่นเดียวกับโซลูชันที่ได้รับการพิสูจน์และทดลองและทดสอบแล้วสำหรับการแก้ปัญหาการออกแบบในมือ Design Systems อธิบายปัญหา แนวทางแก้ไข เมื่อใดควรใช้โซลูชัน และผลที่ตามมา ในทางหนึ่ง รูปแบบการออกแบบสามารถถูกมองว่าเป็นเทมเพลตต่างๆ ที่นักพัฒนาซอฟต์แวร์สามารถใช้ได้เมื่อพวกเขากำลังแก้ปัญหาการออกแบบเชิงวัตถุที่เฉพาะเจาะจง

คุณลักษณะบางอย่างของการใช้รูปแบบการออกแบบใน Java เมื่อเปรียบเทียบกับการเขียนโค้ดตั้งแต่เริ่มต้น ได้แก่:

• รูปแบบการออกแบบถูกกำหนดและนำไปใช้แล้ว เป็นผลให้พวกเขาให้แนวทางมาตรฐานในการแก้ปัญหาซ้ำซาก ในแง่นั้น มันช่วยให้โปรแกรมเมอร์ประหยัดเวลาและความพยายามได้มาก
• การใช้ Design Patterns ช่วยให้มั่นใจว่าโค้ดของคุณสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งจะทำให้โค้ด Java ของคุณมีความสามารถในการบำรุงรักษาและความทนทานสูง ทั้งหมดนี้จะช่วยลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ (TCO) ของซอฟต์แวร์ที่มีอยู่
• รูปแบบการออกแบบทำให้โค้ดอ่านและเข้าใจได้ง่าย ซึ่งนำไปสู่การสื่อสารที่รวดเร็วขึ้นและการพัฒนาซอฟต์แวร์ที่ราบรื่น

ภาษาการเขียนโปรแกรม Java นำเสนอรูปแบบการออกแบบที่หลากหลายสำหรับโปรแกรมเมอร์และนักพัฒนา ซึ่งสามารถแบ่งออกกว้างๆ ได้เป็นสามประเภท:

• รูปแบบการออกแบบที่สร้างสรรค์
• รูปแบบการออกแบบโครงสร้าง
• รูปแบบการออกแบบพฤติกรรม

รูปแบบทั้งหมดเหล่านี้ใช้สำหรับกรณีการใช้งานและวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน ในบทความนี้ เราจะมาพูดถึง Design Pattern ชนิดหนึ่งใน Java – Singleton Design Pattern ซึ่งอยู่ในหมวด Creational Design Patterns

รูปแบบการออกแบบซิงเกิลตันใน Java

Singleton Design Pattern อยู่ในหมวด Creational Design Pattern ช่วยให้มั่นใจว่าคลาสมีเพียงหนึ่งอินสแตนซ์ โดยให้อินสแตนซ์นี้มีจุดเชื่อมต่อส่วนกลาง ในการทำเช่นนั้น Singleton Design Pattern จะแก้ปัญหาสองปัญหาพร้อมกัน ซึ่งรวมถึง:

1. ทำให้แน่ใจว่าคลาสที่กำหนดมีเพียงหนึ่งอินสแตนซ์

นี่เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับทรัพยากรที่ใช้ร่วมกัน เช่น ฐานข้อมูลหรือไฟล์ ลองนึกภาพว่าคุณสร้างวัตถุ แต่หลังจากนั้นไม่นานก็ตัดสินใจสร้างวัตถุใหม่ ในรูปแบบ Singleton Design Pattern แทนที่จะได้รับวัตถุใหม่ คุณจะได้แบบที่คุณสร้างไว้แล้ว ด้วยวิธีนี้ รูปแบบการออกแบบนี้จะช่วยให้แน่ใจว่าไม่มีความซ้ำซ้อนของอ็อบเจ็กต์ และคลาสมีเพียงอินสแตนซ์เดียวเท่านั้น ลักษณะการทำงานนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะทำซ้ำกับคอนสตรัคเตอร์เนื่องจากการเรียกคอนสตรัคเตอร์ต้องส่งคืนอ็อบเจ็กต์ใหม่เสมอ

2. จัดเตรียมจุดเชื่อมต่อส่วนกลางไปยังอินสแตนซ์เฉพาะ

ตัวแปรส่วนกลางที่คุณใช้ในการจัดเก็บวัตถุที่จำเป็นนั้นค่อนข้างสะดวก นอกจากนี้ยังไม่ปลอดภัยเท่าๆ กัน เนื่องจากโค้ดใดๆ ก็ตามมีอำนาจในการเขียนทับเนื้อหาของตัวแปรส่วนกลางของคุณ ซึ่งนำไปสู่โค้ดที่ผิดพลาดสำหรับคุณ Singleton Patterns ให้คุณเข้าถึงอ็อบเจ็กต์ต่างๆ ได้จากทุกที่ในโปรแกรม เช่นเดียวกับตัวแปรส่วนกลาง อย่างไรก็ตาม ไม่เหมือนกับตัวแปรส่วนกลาง รูปแบบ Singleton จะปกป้องอินสแตนซ์นั้นจากการถูกเขียนทับโดยโปรแกรมอื่น

ปัจจุบัน Singleton Design Pattern ถูกใช้อย่างแพร่หลายและแพร่หลายมากจนโปรแกรมเมอร์อาจเรียกบางอย่างว่า Singleton แม้ว่าจะแก้ปัญหาได้เพียงปัญหาเดียว การใช้งาน Singleton Design Patterns ทั้งหมดมีสองขั้นตอนที่เหมือนกัน:

• ทำให้คอนสตรัคเตอร์เริ่มต้นเป็นแบบส่วนตัวเพื่อป้องกันไม่ให้คลาสและอ็อบเจ็กต์อื่นใช้ตัวดำเนินการใหม่กับคลาสซิงเกิลตัน
• การสร้างวิธีการสร้างแบบคงที่เพื่อทำหน้าที่เป็นตัวสร้าง เมธอดนี้จึงเรียกคอนสตรัคเตอร์ส่วนตัวเพื่อสร้างอ็อบเจ็กต์และบันทึกลงในฟิลด์สแตติก การเรียกใช้เมธอดเฉพาะนี้ทั้งหมดจะส่งคืนอ็อบเจ็กต์ที่แคชไว้

การทำงานของรัฐบาลเป็นตัวอย่างที่ดีเยี่ยมในชีวิตจริงในการทำความเข้าใจว่า Singleton Design Patterns ทำงานอย่างไร โดยไม่คำนึงถึงอัตลักษณ์ส่วนบุคคลของบุคคลที่ประกอบเป็นรัฐบาล ตำแหน่ง "รัฐบาลของ X" เป็นจุดเข้าถึงระดับโลกที่ระบุกลุ่มคนที่กำลังพูดถึง

การใช้ Singleton Design Pattern ใน Java

โปรดปฏิบัติตามรายการขั้นตอนต่อไปนี้เพื่อใช้ Singleton Design Pattern ของคุณเองใน Java:

• เพิ่มฟิลด์สแตติกส่วนตัวให้กับคลาสที่คุณต้องการจัดเก็บอินสแตนซ์ซิงเกิลตัน
• ในการรับอินสแตนซ์ singleton ที่เหมาะสม คุณต้องประกาศวิธีสแตติกสาธารณะ
• ตอนนี้ คุณต้องรัน "Lazy initialization" ในวิธีสแตติก โดยพื้นฐานแล้วควรพัฒนาออบเจกต์ใหม่ในการโทรครั้งแรกและวางลงในฟิลด์สแตติก วิธีสแตติกต้องส่งคืนอินสแตนซ์นั้น ๆ เสมอในการเรียกครั้งต่อ ๆ ไป
• ทำให้คอนสตรัคเตอร์เป็นแบบส่วนตัว เมธอดสแตติกของคลาสจะยังสามารถเรียกคอนสตรัคเตอร์ได้ แต่เรียกอ็อบเจ็กต์อื่นไม่ได้
• โปรดอ่านโค้ดไคลเอ็นต์และแทนที่การเรียกโดยตรงทั้งหมดไปยัง Constructor ของ Singleton ด้วยการโทรไปยังวิธีการสร้างแบบสแตติก

สรุปแล้ว

Java เป็นภาษาการเขียนโปรแกรมที่มีความหลากหลายและมีอิทธิพลอย่างมาก และได้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับแอปพลิเคชันบนเว็บและเดสก์ท็อปส่วนใหญ่ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน มันมีคุณสมบัติและกลยุทธ์หลายอย่างที่โปรแกรมเมอร์สามารถใช้เพื่อพัฒนาซอฟต์แวร์ที่มีประสิทธิภาพดีกว่าในรูปแบบที่เหมาะสมที่สุด Design Patterns เป็นกลยุทธ์อย่างหนึ่งที่โปรแกรมเมอร์ Java ใช้เพื่อทำให้โค้ดอ่านได้ ใช้ซ้ำได้ และเข้าใจได้

Design Patterns เป็นหนึ่งในแนวคิดพื้นฐานที่นักพัฒนาซอฟต์แวร์ทุกคนควรคำนึงถึง โลกของการพัฒนาซอฟต์แวร์นั้นกว้างใหญ่ และครอบคลุมทุกด้านตั้งแต่ฟรอนต์เอนด์ แบ็คเอนด์ ฐานข้อมูล เซิร์ฟเวอร์ และอื่นๆ ในสถานการณ์เช่นนี้ ความจำเป็นของชั่วโมงจะต้องถูกจัดระเบียบในแนวทางการเรียนรู้ของคุณ ที่ upGrad คุณสามารถดู หลักสูตรการพัฒนาซอฟต์แวร์ ที่จะช่วยให้คุณสร้างอาชีพที่ยืนยาวในด้านการพัฒนาซอฟต์แวร์ได้ นำเสนอโดยความร่วมมือกับ IIIT-B หลักสูตรนี้สอนโดยผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมและให้โอกาสคุณพัฒนาอาชีพของคุณไปในทิศทางที่คุณเลือก ตรวจสอบรายละเอียดหลักสูตรและลงทะเบียนวันนี้ – หลักสูตรเริ่ม 30 กันยายน 2021!