En enxeñaría de software, o padrón de deseño Singleton (Instancia Única) emprégase para garantir que unha clase soamente teña unha instancia, ademais de proporcionar un punto de acceso global a esa instancia.
Este artigo contén varias ligazóns externas e/ou bibliografía ao fin da páxina, mais poucas ou ningunha referencia no corpo do texto. Por favor, mellora o artigo introducindo notas ao pé, citando as fontes. Podes ver exemplos de como se fai nestes artigos. |
Este artigo ou sección precisa dunha revisión do formato que siga o libro de estilo da Galipedia. Pode axudar a mellorar este artigo e outros en condicións semellantes. |
Este artigo ou sección precisa dunha revisión ortográfica e/ou de gramática (recurso útil: corrector ortográfico en liña de galego). Podes axudarte do revisor ortográfico, activándoo en: Preferencias → Trebellos → Navegación → Ortografía: Activar o revisor ortográfico. Colabora connosco neste artigo e noutros en condicións semellantes para que a Galipedia mellore e medre. |
Trátase polo tanto dun padrón de creación.
É de utilidade cando se necesita exactamente un obxecto para coordinar accións nun sistema. Este concepto pode xeneralizarse para restrinxir a instanciación a un certo número de obxectos.
En certos contextos, é importante que algunhas clases teñan exactamente unha instancia que sexa facilmente accesible (por exemplo, ter un único xestor de ventás nunha aplicación).
O uso dunha variable global fai accesible un obxecto, pero non evita que se poidan crear múltiples instancias de obxectos. Unha solución mellor é facer que sexa a propia clase a responsable da súa única instancia. A clase pode garantir que non se poida crear ningunha outra instancia (restrinxindo o acceso ao construtor) e pode así mesmo proporcionar un modo de acceso á instancia.
O uso do padrón é axeitado cando:
Os clientes acceden á instancia do Singleton a través da operación definida con esa finalidade.
As principais vantaxes do padrón Singleton son:
Á hora de utilizar o padrón Singleton, débense ter en conta algúns aspectos de implementación, entre os que destacan:
O padrón Singleton fai que a única instancia sexa unha instancia normal da clase, pero coa particularidade de que dita clase soamente permite crear unha instancia. Adóitase conseguir isto mediante a ocultación da operación que crea a instancia tras unha operación de clase. Esta operación ten acceso á variable que contén a instancia e asegura que a variable estea inicializada con dita instancia previamente a devolver o seu valor. Este enfoque asegura que un Singleton se crea e inicializa antes do seu primeiro uso. Por exemplo, en Java pódese definir a operación de clase mediante un método estático obterInstancia()
da clase Singleton
, que tamén define unha variable estática _instancia
que contén a súa única instancia.
public class Singleton { private static Singleton _instancia = null; private Singleton() {} public static synchronized Singleton obterInstancia() { if (_instancia == null) { _instancia = new Singleton(); } return _instancia; } }
Os clientes acceden ao Singleton exclusivamente a través do método obterInstancia()
. A variable _instancia
inicialízase a null
e o método estático obterInstancia()
devolve o seu valor, inicializándoa coa única instancia en caso de que sexa null
. obterInstancia()
utiliza inicialización "preguiceira" (lazy initialization): o valor que devolve non se crea e almacena ata que se accede a el por primeira vez.
Por outra banda, o construtor declárase como privado: un cliente que trate de crear unha instancia de Singleton
directamente obterá un erro en tempo de compilación. Isto garante que soamente se pode crear unha instancia. Ademais, e debido a que _instancia
é de tipo Singleton
, o método obterInstancia()
pode asignar a esta variable unha instancia dunha subclase de Singleton
.
Nótese o uso de synchronized
para permitir a súa utilización en aplicacións multi-fío. No caso de que dous fíos executen o método de creación simultaneamente cando a instancia do Singleton aínda non existe, ambos deben comprobar a instancia do Singleton e soamente debe creala un deles. Por iso é típico o uso de exclusión mutua na clase que indica que o obxecto está sendo instanciado.
Unha alternativa sería o uso de inicialización "impaciente" (eager initialization), na que sempre se crea a instancia. Este tipo de inicialización emprégase cando o programa sempre necesita unha instancia ou cando o custo de crear a instancia non é demasiado alto en términos de tempo/recursos.
public class Singleton { private static Singleton _instancia = new Singleton(); private Singleton() { } public static Singleton obterInstancia() { return _instancia; } }
Este método ten varias vantaxes:
synchronized
no método obterInstancia()
.Porén, tamén ten algúns inconvenientes. Destaca principalmente:
O principal problema non é definir a subclase, senón crear a súa única instancia de maneira que os clientes a poidan utilizar. En esencia, a variable que fai referencia á única instancia debe ser inicializada cunha instancia da subclase. A técnica máis sinxela é determinar que Singleton queremos usar na operación obterInstancia()
de Singleton
.
Outra maneira de elixir a subclase de Singleton
é trasladar a implementación de obterInstancia()
dende a clase pai á subclase. Este enfoque dificulta a elección da clase de Singleton en tempo de execución, mentres que utilizar instrucións condicionais para determinar a subclase é máis flexible, pero fixa o conxunto de posibles clases Singleton. Ningún dos dous enfoques é o suficientemente flexible para tódolos casos.
Un enfoque máis flexible utiliza un rexistro de obxectos Singleton. Así, en lugar de que sexa obterInstancia()
quen defina o conxunto de posibles clases Singleton, estas clases poden rexistrar a súa única instancia polo seu nome nun rexistro que sexa coñecido por todos.
O rexistro establece unha correspondencia entre nomes e obxectos Singleton. Cando obterInstancia()
necesita un Singleton, consulta o seu rexistro, pedindo un Singleton polo seu nome. O rexistro busca o Singleton correspondente (no caso de que exista) e devólveo. Así, obterInstancia()
non ten que coñecer tódalas posibles clases de Singleton. Todo o que necesita é unha interface común para tódalas clases de Singleton que inclúa operacións para o rexistro.
A continuación amósase un exemplo no que se utiliza o padrón Singleton. Trátase dunha táboa onde claves e valores son cadeas de caracteres. O padrón Singleton garante que tódolos clientes utilizarán soamente a instancia única, é dicir, a mesma táboa hash (utilizada internamente para representar a táboa asociativa).
class Main { static void buscar() { // Obsérvese que en lugar de crear un obxecto de tipo Dicionario (o cal é // imposible debido a que o construtor é privado) o que se fai é chamar // ao método de clase instancia() para obter a instancia única. Dicionario d = Dicionario.instancia(); System.out.println("O valor asociado a can é " + d.buscar("can")); System.out.println("O valor asociado a oso é " + d.buscar("oso")); } static void engadir() { Dicionario d = Dicionario.instancia(); d.engadir("gato", "cat"); d.engadir("can", "dog"); d.engadir("rato", "mouse"); d.engadir("oso", "bear"); d.engadir("león", "lyon"); } static public void main(String argv[]) { engadir(); buscar(); } } class Dicionario { // A clase Singleton garda un atributo de clase, normalmente privado, que // mantén a referencia coa única instancia da clase. static private Dicionario _instancia; // Estado privado asociado coa instancia única. private Hashtable _taboa; // O construtor da clase, que crea a táboa de dispersión, é privado // para garantir que non se poidan crear instancias dende fóra da clase. private Dicionario() { _taboa = new Hashtable(); } // O método de clase instancia() encárgase de crear a instancia // asociada ao Singleton a primeira vez que se solicita. En accesos // posteriores, devólvese a instancia orixinal. static Dicionario instancia() { if (_instancia == null) { _instancia = new Dicionario(); } return _instancia; } // Estes dous métodos son aplicables sobre obxectos da clase Dicionario, // é dicir, a súa única instancia. Engaden e buscan elementos na táboa hash. // Dado que a táboa hash almacena obxectos de tipo Object (igual que o // vector) debemos facer unha conversión ao extraer elementos da táboa. public void engadir(String clave, String valor) { _taboa.put(clave, valor); } public String buscar(String clave) { return (String) _taboa.get(clave); } }
Commons ten máis contidos multimedia sobre: Singleton |
This article uses material from the Wikipedia Galego article Singleton, which is released under the Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 license ("CC BY-SA 3.0"); additional terms may apply (view authors). Todo o contido está dispoñible baixo a licenza CC BY-SA 4.0, agás que se indique o contrario. Images, videos and audio are available under their respective licenses.
®Wikipedia is a registered trademark of the Wiki Foundation, Inc. Wiki Galego (DUHOCTRUNGQUOC.VN) is an independent company and has no affiliation with Wiki Foundation.