Одиночка (шаблон проектирования)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Одиночка, Singleton — шаблон проектирования, порождающий объекты.

Содержание 1 Цель 2 Плюсы 3 Применение 4 Пример реализации 4.1 Пример C++ 4.2 Пример C# 4.3 Пример PHP 5 5 Ссылки

[править] Цель

Гарантирует, что у класса есть только один экземпляр, и предоставляет к нему глобальную точку доступа. Существенно то, что можно пользоваться именно экземпляром класса, так как при этом во многих случаях становится доступной более широкая функциональность. Например, к описанным компонентам класса можно обращаться через Интерфейс, если такая возможность поддерживается языком.

[править] Плюсы

• контролируемый доступ к единственному экземпляру;
• уменьшение числа имён;
• допускает уточнение операций и представления;
• допускает переменное число экземпляров;
• большая гибкость, чем у операций класса.

[править] Применение

• должен быть ровно один экземпляр некоторого класса, легко доступный всем клиентам;
• единственный экземпляр должен расширяться путем порождения подклассов, и клиентам нужно иметь возможность работать с расширенным экземпляром без модификации своего кода

[править] Пример реализации

[править] Пример C++

Возможная реализация на C++ (известная как синглтон Мейера), где одиночка представляет собой статический локальный объект (важно: это решение не потоко-безопасно и приводится только для того, чтобы показать как устроен шаблон, а не для реального использования в крупномасштабных программных проектах).

template<typename T> class Singleton
{
 
  public:
    static T& Instance()
    {
        static T theSingleInstance; // у класса T есть конструктор по умолчанию
        return theSingleInstance;
    }
};
 
class OnlyOne : public Singleton<OnlyOne>
{
    //.. интерфейс класса
};

[править] Пример C#

using System;
using System.Collections;
using System.Threading;

namespace Singleton
{
  
  class MainApp
  {
    static void Main()
    {
      LoadBalancer b1 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();
      LoadBalancer b2 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();
      LoadBalancer b3 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();
      LoadBalancer b4 = LoadBalancer.GetLoadBalancer();

      // Same instance?
      if (b1 == b2 && b2 == b3 && b3 == b4)
      {
        Console.WriteLine("Same instance\n");
      }

      // All are the same instance -- use b1 arbitrarily
      // Load balance 15 server requests
      for (int i = 0; i < 15; i++)
      {
       Console.WriteLine(b1.Server);
      }

      // Wait for user
      Console.Read();    
    }
  }

  // "Singleton"

  class LoadBalancer
  {
   private static LoadBalancer instance;
   private ArrayList servers = new ArrayList();

   private Random random = new Random();

   // Lock synchronization object
   private static object syncLock = new object();

   // Constructor (protected)
   protected LoadBalancer()
   {
     // List of available servers
     servers.Add("ServerI");
     servers.Add("ServerII");
     servers.Add("ServerIII");
     servers.Add("ServerIV");
     servers.Add("ServerV");
   }

   public static LoadBalancer GetLoadBalancer()
   {
     // Support multithreaded applications through
     // 'Double checked locking' pattern which (once
     // the instance exists) avoids locking each
     // time the method is invoked
     if (instance == null)
     {
       lock (syncLock)
       {
         if (instance == null)
         {
           instance = new LoadBalancer();
         }
       }
     }

     return instance;
   }

   // Simple, but effective random load balancer

   public string Server
   {
     get
     {
       int r = random.Next(servers.Count);
       return servers[r].ToString();
     }
   }
 }
}

[править] Пример PHP 5

<?php
class Singleton {
  // object instance
  static $instance;
  
  private function __construct() {}
  private function __clone() {}
  
  public static function getInstance() {
    if (!Singleton::$instance instanceof self) {
      Singleton::$instance = new self();
    }
    return Singleton::$instance;
  }
}
?>

[править] Ссылки

• Паттерн Singleton (Одиночка) — пример использования шаблона (C++).
• Одиночка — простое описание с примером применения.
• Реализация синглтонов — пример для Delphi.
• Шаблон Singleton — пример для Java.

порождающие шаблоны проектирования править

абстрактная фабрика | строитель | фабричный метод | прототип | одиночка | ленивая инициализация

шаблоны проектирования править

порождающие шаблоны | шаблоны поведения | структурные шаблоны | шаблоны параллельного программирования