Padrão Singleton

O padrão Singleton permite criar objetos únicos para os quais há apenas uma instância. Este padrão oferece um ponto de acesso global, assim como uma variável global, porém sem as desvantagens das variáveis globais. Para entendermos e usarmos bem o padrão de Projeto Singleton é necessário apenas dominar bem as variáveis e métodos de classe estáticos além dos modificadores de acesso.

Problema

É importante para algumas aplicações ter uma e somente uma instância de uma determinada classe, independente do número de requisições que a mesma recebe para criá-lo a partir de seu construtor. Alguns exemplos são:

• Somente um spooler de impressão (fila de impressão dos documentos a serem impressos)

  • Embora possam existir muitas impressoras num ambiente, um único spooler deve ser instanciado

• Somente um objeto que contém a configuração de um programa

  • Garante que as alterações nas configurações sejam realizadas num único ponto centralizado

Considere o exemplo abaixo, onde temos uma suposta classe de configuração que define um nome de usuário. Essa classe pode ser instanciada várias vezes uma vez que seu construtor é público (public).

public class Configuracao {

    private String nomeUsuario;

    public Configuracao(String nomeUsuario) {
        this.nomeUsuario = nomeUsuario;
    }
    
    public String getNomeUsuario() {
        return nomeUsuario;
    }

    public void setNomeUsuario(String nomeUsuario) {
        this.nomeUsuario = nomeUsuario;
    }
}

Se esses objetos devem ser construídos para que só exista uma única instância e todas as requisições sejam processadas pelo mesmo objeto, como podemos garantir que os clientes dessa classe não instanciem vários objetos?

Solução

A solução proposta pelo Padrão Singleton passa por tornar a própria classe responsável por manter o controle da sua única instância. A classe pode e deve garantir que nenhuma outra instância seja criada, além de fornecer meios para acessar sua única instância.

Veja o exemplo abaixo. Para que a própria classe mantenha o controle de sua única instância, usa-se o atributo singleton, que é do tipo da sua própria classe e é estático, nessa variável tem-se a única instância da classe.

public class Configuracao {

    private String nomeUsuario;

    private static Configuracao singleton;

    private Configuracao() {
    }

    public static Configuracao getInstance() {
        if(singleton == null) {
            singleton = new Configuracao();
        }
        return singleton;
    }

    public String getNomeUsuario() {
        return nomeUsuario;
    }

    public void setNomeUsuario(String nomeUsuario) {
        this.nomeUsuario = nomeUsuario;
    }
}

Nos métodos pode-se observar a presença do construtor da classe Configuracao(nomeUsuario) que é PRIVADO. Ou seja, um construtor privado não permite que a classe seja instanciada a não ser que seja feito por ela mesmo na qual será instanciada pelo método getInstance() que é estático e assim pode ser acessado de qualquer outra classe sem precisar instanciar Configuracao.

Dessa forma, toda vez que uma classe precisar da instância de Configuracao, terá que invocar o método getInstance, que retorna a mesma instância sempre.

O método getInstance se utiliza de uma técnica chamada Lazy Loading. Você pode ler mais sobre isso aqui.

Referências

Padrão de Projeto Singleton em JavaDevMedia

https://brizeno.wordpress.com/category/padroes-de-projeto/singleton/