Порождающие шаблоны проектирования - Синглтон

шаблоны проектирования, Синглетон, singleton

Цели

1. Убедиться, что класс имеет только один экземпляр и предоставляет глобальную точку доступа к нему.
2. Инкапсулированная "инициализация в определённый момент времени" или "инициализация при первом использовании".

Проблематика

Приложению нужен один и только один экземпляр объекта. Кроме того, необходимы ленивая инициализация и глобальный доступ.

Обсуждение

Сделать класс объекта ответственным за создание одного единственного экземпляра, его инициализацию, доступ и принудительное выполнение. Объявить экземпляр как частный статический элемент данных. Предоставить публичную статическую функцию-член, которая инкапсулирует весь код инициализации и обеспечивает доступ к экземпляру.

Клиент обращается к функции доступа (используя имя класса и оператор разрешения области), когда требуется ссылка на синглетон объект.

Синглтон следует рассматривать только в том случае, если удовлетворяются все три из следующих критериев: Собственность одного экземпляра не может быть разумно назначена

• Владение одним экземпляром не может быть разумно назначено каким-либо объектам
• Желательна ленивая инициализация
• Глобальный доступ не предусмотрен

Если одно из условий не выполняется, то Синглтон не особо интересен.

Шаблон Singleton можно расширить для поддержки доступа к количеству экземпляров, зависящих от приложения.

Структура

Сделайте класс Singleton экземпляра ответственным за доступ и «инициализацию при первом использовании». Единственный экземпляр - это частный статический атрибут. Функция доступа является общедоступным статическим методом.

Пример

Шаблон Singleton гарантирует, что класс имеет только один экземпляр и предоставляет глобальную точку доступа к этому экземпляру. Он назван в честь одноэлементного набора, который определяется как набор, содержащий один элемент. Канцелярией президента Соединенных Штатов является Синглетон. Конституция Соединенных Штатов определяет средства, с помощью которых избирается президент, ограничивает срок полномочий и определяет порядок правопреемства. В результате в любой момент может быть не более одного действующего президента. Независимо от личности действующего президента, название «Президент Соединенных Штатов» является глобальной точкой доступа, которая идентифицирует человека в офисе.

Контрольный список

1. Определите частный статический атрибут в классе «Сиглтона».
2. Определите публичную функцию статического доступа в классе.
3. Сделайте «ленивую инициализацию» (создание при первом использовании) в функции доступа.
4. Определите все конструкторы как private или protected.
5. Клиенты могут использовать только функцию доступа для работы с Singleton.

Эмпирические правила

• Abstract Factory, Builder и Prototype могут использовать Singleton в своей реализации.
• Объекты фасада часто являются синглтонами, потому что требуется только один объект Facade.
• Объекты состояния часто являются синглтонами.
• Преимущество Singleton над глобальными переменными заключается в том, что вы абсолютно уверены в количестве экземпляров, когда используете Singleton, и можете также изменить код, чтобы управлять любым количеством экземпляров.
• Шаблон проектирования Singleton является одним из наиболее неуправляемых шаблонов. Синглтоны предназначены для использования, когда класс должен иметь ровно один экземпляр, не более, не меньше. Разработчики часто используют Singletons в ошибочной попытке заменить глобальные переменные. Синглтон не покончит с глобальными переменными; он просто переименовывает их.
• Когда Синглтон не нужен? Короткий ответ: большую часть времени. Длинный ответ: когда проще передать ресурс объекта в качестве ссылки на объекты, которые в нем нуждаются, а не позволять объектам обращаться к ресурсу глобально. Реальная проблема с Singleton заключается в том, что они дают вам такое хорошее оправдание, чтобы не думать о соответствующей видимости объекта. Поиск правильного баланса экспозиции и защиты объекта имеет решающее значение для поддержания гибкости кода