Kategori arşivi: Yazılım Mühendisligi

Yazılım mühendisliği temelleri

Singleton Pattern Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Merhaba,

Bugün en yaygın tasarım patternlerinden olan Singleton Pattern’inden bahsedeceğim.  Singleton yazılım patterni  Creational Design Patterns(Yaratıcı Tasarım Kalıpları) kategorisinde yer alır. Oluşturulan sınıfın sadece bir adet instance’ı olmasını garantiler. Tanımı kolay olmasına rağmen konu implementasyona gelince bir çok yöntem bulunmaktadır ve her zaman yazılımcılar arasında hangi yöntemin kullanılması gerektiği tartışmalı bir konudur. Burada singleton tasarım patterninin ilkelerinin neler olduğunu ve bu modeli uygulamak için kullanılan yöntemleri teker teker inceleyeceğiz.

Singleton tasarım patternine tüm örnek Java kodlarını aşağıdaki github reposunda bulabilirsiniz:

Singleton Pattern Örnek Java

Java Singleton Pattern İlkeleri

  • Singleton pattern bir sınıftan birden fazla instance oluşmasını engeller ve sanal makinada oluşturulan tek instance’ın kullanılmasını garanti eder.
  • Singleton sınıfı, sınıfa ait instance’a ulaşmak için global erişim sağlamalıdır.
  • Singleton sınıfının constructor’ı private olmalıdır. Böylece o sınınftan yeni instance oluşturmak engellenmiş olur.
  • Singleton sınıfın instance’ı içeride private static olarak tutulmalıdır.
  • Tutulan instance’ı döndüren bir public static metoda sahip olmalıdır.

Daha önce bahsettiğim gibi bu pattern birden çok şekilde gerçeklenebilir. Bu yöntemler aşağıdaki gibidir:

  1. Sabırsız Gerçekleme (Eager Initialization)
  2. Statik Blok Yöntemi (Static Block Initialization)
  3. Tembel Gerçekleme (Lazy Initialization)
  4.  Thread Safe Gerçekleme (Thread Safe Initialization)
  5. Bill Pugh Singleton Yöntemi (Bill Pugh Singleton Implementation)

1.Sabırsız Gerçekleme (Eager Initialization)

Bu yöntemde sınıfın instance’ı sınıfın yüklenme anında oluşur. Singleton patterninin en kolay implementasyonlarından biridir. Ancak instance, sınıfın yükleme anında oluştuğundan sınıf kullanılmasa bile instance oluşacağından gereksiz yer kaplar.

Bu yöntemle aşağıdaki gibi singleton patternini oluşturabiliriz:

Eğer oluşturğunuz sınıf çok fazla kaynak tarafından kullanılmıyorsa bu yöntemi kullanabilirsiniz. Ancak genelde singleton sınıfları dosya sistemlerine erişim, loglama, veritabanı bağlantıları vs, kullanıldığı için sınıf çağrılmadan instance’ı oluşturmaktan kaçınmalıyız. Yukarıdaki yöntemde oluşacak bir exception’ı da ele almak imkansızdır.

2. Statik Blok Yöntemi (Static Block Initialization)

Statik blok yöntemi de aynı şekilde Eager yönteme benzer ancak aradaki fark oluşacak exceptionları ele alabiliriz. Yine sınıfın instance’ı sınıfın yüklenme anında oluşur. Ve bu az öncede söylediğimiz gibi çokta istediğimiz bir şey değil.

Örnek kod aşağıdaki gibidir:

 

3. Tembel Gerçekleme (Lazy Initialization)

Bu yöntem sınıfın instance’ı o sınıfa erişmek istenildiği anda oluşturulur. Eğer bu sınıfa birden fazla thread erişmiyorsa sorunsuz olarak çalışır. Birden fazla thread instance’ın oluşturulduğu yere aynı anda girerse farklı instance lar oluşur bu da singleton ilkesine aykırıdır. Farklı threadler olmadığı zaman bu yöntemde instance sınıfın yüklenme anında değil çağırılma anında oluştuğu için faydalıdır.

Örnek kod aşağıdaki gibidir:

Bu yöntemi kullanırken  birden fazla thread aynı anda ulaşırsa sorun olacağından bahsetmiştik. Aşağıdaki resimde iki thread singleton instance’ı oluşturuyor ve instance lar birbirinden farklı.

 

Lazy initialization failure.

 

4. Thread Safe Singleton

Az önceki örneğimizde sınıf instance’ı, sınıfın çağırılma anında oluşturularak implement edilen singleton patterninin nasıl thread safe olmadığını kanıtlamıştık. Şimdi lazy initialization yöntemini nasıl thread safe yapabileceğimize göz atalım.

Bunun en kolay yolu sınıfın global erişim metoduna synchronized koymaktır. Böylece metod herhangi bir thread tarafından çağırıldığı anda diğer threadler bu sınıfa erişemez ve birden fazla instance oluşturmanın önüne geçilmiş olur.

Örnek Java kodu:

 

Yukarıdaki metodta birden fazla erişim engellenir ancak synchronized kelimesi sınıfın tamamını kitlediği için performans sorunu yaratır. Örneğin aşağıdaki gibi bir kullanımda sampleMethodA() ve sampleMethodB() fonksiyonları farklı metodlar olmasına rağmen farklı threadler tarafından aynı anda çağırılamaz. Çünkü getInstance’a koyduğumuz synchronized anahtar kelimesi tüm sınıfı kitler ve tek threadin kullanımına sunar. Bu da singleton yapısının bozulmamasını garantiler ancak performans sorunlarına sebep olur.

Yukarıdaki şekilde çağırdığımızda resimde görüleceği gibi threadlerin birbirini blokladığını görüyoruz.

thread block sample.

Thread safe singleton’a bir diğer yaklaşım ise double check yöntemidir. Bu yöntemde sadece instance oluşturulurken sınıf senkronize edileceğinden performans sorununa da yol açmaz.

 

5. Bill Pugh Singleton Yöntemi

Java 5 ve öncesi bellek modelindeki problemden dolayı singleton sınıfına eş zamanlı erişilmeye çalışıldığında sorunlar ortaya çıkıyordu. Bu neden Bill Pugh yardımcı nested sınıf kullanarak singleton yapısı oluşturdu. Böylece sınıfın instance’ı yardımcı sınıfta tutuluyor. Sadece sınıf çağırıldığı zaman yardımcı sınıftan faydalanılarak instance çağrılıyordu. Böylece sınıfın yüklenme zamanında instance oluşmuyor sadece erişilmeye çalışıldığında oluşturuluyordu. Bu yöntemle geliştirilmiş singleton patterni aşağıdaki gibidir:

Singleton sınıfı belleğe yüklendiğinde yardımcı inner sınıf belleğe yüklenmez. Sadece birisi getInstance metodunu çağırdığında yüklenir. Böylece senkronizasyon yapmaya da gerek kalmaz. Genelde en çok kullanılan java singleton patterni budur.

Kaynak: JournalDev

İyi kodlamalar,

185 total views, 0 views today

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

Adapter Pattern Nedir Nerelerde Kullanılır ?

Merhaba,

Bugün yazılım geliştirme modellerinden olan Adapter patterninden bahsedeceğim.

Client : Geliştirdiğiniz yazılımı arayüzünü kullanarak yazılım geliştiren kişi.

Bazı durumlarda client sunduğunuz kodda kalıbı bozmadan ufak değişiklikler yaparak yazılımını geliştirmesi gerekebilir. Bazen ise yazılım tamamemn sunduğunuz arayüzden bağımsız olarak geliştirilebilir. Örneğin bir roket simulasyon programını düşünelim. Bu program sizin sağladığınız roket bilgilerine göre geliştirilebileceği gibi client roketin nasıl olması gerektiğini hangi durumlarda nasıl davranması gerektiğini de programlamak isteyebilir. Client’ın sunduğunuz servislerini direk olarak kullanmasını sağlamak veya metod isimlerini kendine göre özelleştirip servis etmek istediniz durumlarda Adapter modelini kullanabilirsiniz.

Adapter’in amacı : Client’ın beklediği servisleri, farklı bir arayüz ile o sınıfa ait servisleri kullanabileceği yapıyı oluşturmaktır.

adapterExampleUmlDiagram

Resimdeki “NewClass” sınıfı adapter’a örnektir. Bu sınıftan üretilen nesne aynı zamanda “RequiredInterface” arayüzününde nesnesi olacaktır. Daha somut bir örnek verelim :
Roketlerin uçuş ve zamanlamalarını simule eden bir paket üzerinde çalışıyorsunuz. Elimizdeki pakette roketin davranışına göre olayları simule eden bir olay simulatörü olduğunu varsayalım. Elinizde ise fiziksel özellikleri PhysicalRocket sınıfında belirlenmiş bir roketiniz var. Simulasyon paketini kullanarak roketi simule etmek istiyorsunuz. Bu durumda PhysicalRocket sınıfının alt sınıfını oluşturup RocketSimInterface arayüzünü implement ederek Adapter modelini kullanabilirsiniz.

adapter4

Class diyagramının implementi ise aşağıdaki gibi olacaktır :

1,017 total views, 0 views today

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

Yazılım Mühendisliği Kavramları

softenguml

 

Şekil 1. Yazılım müh. kavramlarını içeren örnek UML diyagramı

Yazılım geliştirenler için proje, aktiviteler(activity) dizisidir. Her aktivite bir veya birden fazla görevden(task) oluşur. Görev, kaynakları(Resources) tüketir ve İşÜrünü(WorkProduct) oluşturur. Oluşan ürün Sistem, Model veya Döküman olabilir. Kaynakları, katılımcı(participants), zaman ve ekipman oluşturur. Aradaki çizgiler farklı kavramlar arasındaki ilişkileri ifade eder. Örneğin elmas şekli toplama anlamına gelir. Bir Proje, aktivitelerin toplamıdır. Üçgen şekli ise genelleştirme anlamına gelir. Örneğin Sistem, Model, Döküman İşÜrünü’nün alt türleridir.

740 total views, 0 views today

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

Yazılım Mühendisliği Nedir?

 

Yazılım mühendisliği bir modelleme(modeling) eylemidir. Yazılım mühendisleri karmaşa problemiyle modelleme yoluyla, sadece ilgili detay üzerine odaklanarak geri kalanları göz ardı ederek başa çıkar. Farklı yazılımlar için birden çok geliştirme modeli olabilir.

Yazılım mühendisliği bir problem-çözme(problem-solving) eylemidir. Modeller kabul edilir bir çözüm bulmak için kullanılır. Etkili sonucu bulma tecrübeyle doğru orantılıdır.

Yazılım mühendisliği bir bilgi-edinme(knowledge-acquisition) eylemidir. Yazılımı modellerken ve çözüm altyapısını oluştururken, yazılım mühendisleri veriler toplar bilgi olacak şekilde düzenler.

Yazılım mühendisliği mantığa-dayandırma(rationane-driven) eylemidir.  Bilgi edinildiğinde   sistem veya yazılım etki alanında karar verirken, yazılım mühendisleri hangi kararların hangi mantıksal sebeplerle verildiğini belirtir.

 

 

649 total views, no views today

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail