Padrão de Projeto Singleton

Adriano ReineBrian MaziniRafael Barros

Wendel Moreira

Sumário Introdução Padrões de Projeto Padrão Singleton Exemplo Considerações Finais Referências Bibliográficas

IntroduçãoO que é um padrão de projeto? Um padrão de projeto é uma estrutura recorrente

no projeto de software orientado a objetos. Pelo fato de ser recorrente, vale a pena que seja documentado e estudado.

O que faz um padrão de projeto? Um padrão de projeto nomeia, abstrai e identifica

os aspetos chave de uma estrutura de projeto comum para torná-la útil para a criação de um projeto orientado a objetos reutilizável.

Padrões de Projeto Os padrões de projeto são observados através da

experiência de um desenvolvedor com projetos de software, o que significa que os padrões são descobertos, e não inventados.

Como eles fornecem soluções prontas para a solução de problemas, existem diversas vantagens no seu uso como: a reutilização de códigos, modelos e arquiteturas, a padronização de designs e boas práticas, a criação de uma linguagem comum entre

desenvolvedores.

Padrões de Projeto Podemos classificar os padrões de projeto de

várias maneiras, porém o mais comum é classificá-los de acordo com os tipos de problemas que eles resolvem.

De acordo com esse critério, os padrões podem ser: Padrões de Criação: que lidam com o problema da

criação de objetos; Padrões Estruturais: que lidam com os

relacionamentos entre objetos; Padrões Comportamentais: que lidam com os

algoritmos e a atribuição de responsabilidades aos objetos.

Padrão Singleton O Padrão Singleton é um padrão criacional É garantido que apenas uma única instância do

objeto seja instanciada em todo o projeto. Qual a funcionalidade disso?

Objetos que tratam de pools de conexão, saídas gráficas, impressão, objetos que cuidam de registros não devem ser instanciados mais de uma vez

Um outro uso do padrão SINGLETON é quando queremos uma classe de Log para todo o sistema, sem precisarmos utilizar recursos do sistema para instanciar uma classe sempre que precisarmos gravar dados no servidor.

Padrão Singleton Alguns programadores devem estar pensando agora: Mas isso é

fácil! Basta eu ter uma variável global com a instância do objeto e sempre acessar ela! O problema é que essa variável sendo inicializada no começo da execução do projeto, essa classe estará consumindo recursos mesmo sem ser utilizada! Com o Singleton, a classe só é instanciada quando você realmente precisa dela!

Como previnir que um objeto não seja instanciado mais de uma vez? Criar um construtor privado. Com isso, a classe só pode ser

instanciada dentro de algum dos seus próprios métodos!

public class Singleton {    private Singleton () { }}

Padrão Singleton    Agora que só podemos instanciar a classe dentro de um método,

vamos fazer com que esse método nos garanta que apenas uma classe seja inicializada. Para isso vamos ter uma variável estática que guardará a instância do único objeto instanciado. Caso ela esteja nula, a função irá instanciar o objeto e então retorná-lo para o usuário. Caso ela já contenha uma instância, o método apenas retorna o objeto. Em código, temos:

public class Singleton {    private static Singleton instancia = null;

    private Singleton () { }

    public static Singleton getInstance() {        if(instancia==null) instancia = new Singleton ();        return instancia;    }}

Padrão SingletonPronto! Nossa classe agora é um Singleton! Não é

possível ter mais de uma instância desse objeto!Como se faz para instanciar um objeto já que não

posso simplesmente dar um “new” nele?

Singleton c1 = Singleton.getInstance();Singleton c2 = Singleton.getInstance();

    Em nosso exemplo, c1 e c2 representam o mesmo objeto!

ExemploProblema: Como garantir que UMA e SOMENTE

UMA instância de uma certa classe exista durante toda a execução do sistema?

Na figura abaixo podemos ver a solução Singleton com UML.

ExemploImagine a seguinte situação:

"Gostaria de criar uma classe que gerasse uma conexão com meu banco de dados. Quando eu acessar a primeira vez essa classe, será construída uma conexão, mas no decorrer da execução, caso exista mais acessos ao banco, gostaria de utilizar a MESMA classe com a MESMA conexão."

Exemplo

ExemploPara instanciar uma classe, ou seja, para criar um

objeto de uma classe, precisamos utilizar o operador new. Exemplo: conexao = new Conexao();

Quando instanciamos uma classe, ao utilizar new, o PHP automaticamente faz a chamada ao método __construct() definido na classe;

Um atributo estático (static) é instanciado somente uma vez e é compartilhado por TODOS os objetos da mesma classe; mesmo que você possua vários objetos de uma mesma classe, esse atributo será o mesmo para todos.

ExemploSabendo desses conceitos, vamos ao nosso código:Na linha 1 do código definimos a classe Conexao;Na linha 3 definimos uma atributo de instância estática da

classe; Na linha 5 criamos o método construtor - __construct() - da

classe; perceba que o método está marcado como PRIVATE, isso indica que se tentarmos utilizar o operador new com essa classe teremos um erro de execução, EXCETO se utilizarmos internamente à classe;

Na linha 6 colocamos nosso código para executar a conexão com o banco de dados. Esse código ficará dentro do método construtor;

Na linha 11 definimos o método publico getInstancia(). Esse será o único método visível da classe e será responsável por recuperar o objeto instancia;

ExemploNa linha 12 executamos o teste condicional, se o atributo

instancia for false, ou seja, no primeiro acesso à classe, ele entrará no bloco;

Na linha 13 criamos uma instância da classe Conexao. Perceba que utilizamos o operador new, portanto o método __construct() será chamado, criando uma conexão com o banco de dados.

Mas o método __construct() é private!! Claro, mas isso não proíbe que a PROPRIA classe acesse esse

método. Somente proíbe o acesso do "lado de fora" da classe Conexao;

Na linha 16 retornamos o atributo instancia.

Note pelo código que o objeto instancia será criado apenas UMA vez, note também que, independentemente de onde estamos chamando a classe Conexao, o método getInstancia() retornará SEMPRE o mesmo objeto.

Considerações Finais Singleton:

um dos padrões mais simples, um dos mais criticados e mal usados.

Os singletons são difíceis de escalar, pois é difícil garantir uma única instância de um singleton em um cluster, onde existem várias JVMs.

Um outro problema é que os singletons dificultam o hot redeploy por permanecerem em cache, bloqueando mudanças de configuração.

Por esses e outros problemas, deve-se ter cuidado com o uso abusivo de singletons.

CUIDADO! A utilização dos Padrões de Projetos é uma "faca de dois gumes". O abuso de Padrões pode "engessar" o projeto, dificultando sua manuntenção.

Referências Bibliográficas FREEMAN E.; FREEMAN. E; SIERRA, K.; BATES B. Head First:

Design Patterns. Sebastopol: O’Reilly, 2001.

Padrões de Projeto: Soluções Reutilizáveis de Software Orientado a Objetos – “The Gang of Four”

http://www.elton.utfpr.net/Escola/Padrão%20Singleton.pdf

http://www.plugmasters.com.br/sys/materias/893/1/Padr%F5es-de-Projeto%3A-Singleton

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