Lekce 2 - Singleton (jedináček)
V minulé lekci, Factory (tovární metoda), jsme si ukázali návrhový vzor Factory, který odděluje vytváření instance od samotného programu.
Singleton je další populární návrhový vzor, který umožňuje zajistit globální přístup k instanci nějaké třídy.
Motivace
Někdy v programu potřebujeme sdílet jednu instanci mezi několika bloky, objekty atd., aniž bychom ji museli stále předávat v konstruktoru. Ukázkový příklad je databázové připojení, celý program pracuje s jedním připojením a bylo by nepraktické ho stále předávat. Nabízí se řešení udělat třídu poskytující databázové API jako statickou. Může však nastat případ, kdy se nám hodí ji mít instanciovatelnou (např. někdy pracujeme s více připojeními) nebo používáme hotovu třídu, která statická není. Vložíme ji tedy do Singletonu.
Vzor
Vzor je tvořen třídou, která se stará o to, aby její instance existovala jen jednou.
Jako první musíme uživateli zakázat tvořit instanci, toho docílíme implementací prázdného privátního konstruktoru.
Dále vytvoříme běžnou instanční proměnnou a do ní vložíme instanci, kterou chceme v programu sdílet. V našem případě tedy instanci databázového připojení.
Nyní si třída vytvoří instanci sebe sama a tu uloží do statické proměnné. Instanci má takto ve správě třída a uživatel se k ní jinak než přes ni nedostane, protože ji nemůže vytvořit. Máme ji tedy zcela pod kontrolou. Instanci nastavíme samozřejmě jako privátní a také pouze pro čtení.
Nakonec vytvoříme veřejnou metodu, přes kterou budeme zvenku k instanci přistupovat. Uvnitř instanci vrátíme.
Ukázkový zdrojový kód
-
class Singleton { private Singleton() { } public Databaze databaze = new Databaze('host', 'jmeno', 'heslo'); private static readonly Singleton instance = new Singleton(); public static Singleton vratInstanci() { return instance; }
-
<?php class Singleton { // datový typ vlastnosti až od PHP verze 7.4 private static Singleton $instance; public static Databaze $db; private function __construct() { // PHP nepodporuje výrazy ve vlastnostech třídy, je třeba instanciovat v konstruktoru: self::$db = new Databaze('host', 'jmeno', 'heslo'); } // datový typ metody až od PHP verze 7 public static function vratInstanci() : Singleton { return new Singleton(); } }
Použití v programu
K připojení poté v programu přistupujeme takto:
-
Pripojeni pripojeni = Singleton.vratInstanci();
-
$pripojeni = Singleton::vratInstanci();
Singleton znamená jedináček, tedy instance, která nemá žádné sourozence.
Možné modifikace
Metoda k navrácení instance přímo vybízí k tomu, abychom inicializaci instance provedli až ve chvíli, kdy ji potřebujeme. Kód tedy můžeme modifikovat takto:
-
class Singleton { private Singleton() { } public Databaze databaze = new Databaze('host', 'jmeno', 'heslo'); private static Singleton instance = null; public static Singleton vratInstanci() { if (instance == null) instance = new Singleton(); return instance; } }
-
<?php class Singleton { // datový typ vlastnosti až od PHP verze 7.4 private static Singleton $instance; public static Databaze $db; private function __construct() { // PHP nepodporuje výrazy ve vlastnostech třídy, je třeba instanciovat v konstruktoru: self::$db = new Databaze('host', 'jmeno', 'heslo'); } // datový typ metody až od PHP verze 7 public static function vratInstanci() : Singleton { if (self::$instance === null) { self::$instance = new self; } return self::$instance; } }
Někdy takto můžeme optimalizovat výkon programu. Verze není thread safe a v případě, že bychom pracovali s více vlákny, je třeba dát inicializaci instance do locku.
Nevýhody
Slovo globální může být poněkud kontroverzní a Singleton je kvůli tomu někdy označován jako anti-pattern, tedy špatný vzor. Ačkoli Singleton by měl každý programátor znát, určitě to není ideální vzor pro předávání závislostí v aplikaci. Pro své problémy je dokonce součástí antipraktik STUPID. Lepším vyřešením závislostí je vzor Dependency Injection. Pokud vás tato problematika zajímá, doporučuji náš kurz Softwarové architektury a depencency injection. Thread-safe napsaný Singleton může být výhodné použít ve vícevláknových aplikacích.
V další lekci, Prototype, si ukážeme návrhový vzor Prototype, který vytváří nové instance na základě existujících, tzv. prototypů, které naklonuje. Umožňuje nám tak nahradit konstrukci switch.
David se informační technologie naučil na Unicorn University - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.
Komentáře
Zobrazeno 10 zpráv z 21. Zobrazit vše