Etiket arşivi: class

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

Soyut Veri Tipleri (ADT) ve Veri Yapıları

ADT(Abstract Data Type) değerler kümesi ve o değerler kümesi üzerinde gerçekleştirilen işlemleri içerir. Java gibi nesne yönelimli dillerde ADT->Interfaces(Arayüzler)’e denk düşer. Arayüzü implement eden herhangi bir sınıf :

a. Bu sınıfa ait instance oluşturabilir; (burada “instance” değere(value) karşılık düşüyor). Örneğin List ADT’si kullanılarak oluşturulan:

-List listem;

gibi. Burada listem ADT’den üretilmiş instance’tır yani değerimiz.

b. Sınıfa ait public metodları çağırabilir. (Burada “public metod” “işlemlere(operation)” karşılık düşer.) Örneğin yukarıda türettiğimiz listem adlı listemize eleman eklemek için kullanacağımız:

-listem.add(“item”);

adtvsds

991 total views, no views today

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail

Soyut Metodlar(Abstract Methods) ve Arayüzler(Interfaces)

Daire, dikdörtgen, veya diğer figürler için bir sınıf oluşturmak istersek her sınıfta figürü çizen çiz() ve figürü hareket ettiren taşı() metodları olmalıdır. Daire sınıfında, çiz() metodu ve taşı() metodu dairenin merkezi etrafında gezerek çizim yapar. Burada  çizim sınıfında iki metod ve bunlarla alakalı  sabit tanımlayıcılar tüm figür sınırları için geçerli olmaktadır.

 

Şekil arayüzü iki sabit ve iki soyut metoddan oluşuyor. Arayüz sınıflarında bütün metod ve sabit tanımlayıcıları publictir. Tekrardan başına public yazmaya gerek yoktur. Başka bir sınıf bu arayüzü kullanmak istediğinde buna arayüzü implement eden sınıf denir. Örneğin daire sınıfı gözönüne alırsak :

 

Arayüzlerde constructor bulunmaz çünkü constructorlar her zaman sınıfa özgüdür. Arayüzlerde bu eksiklik onların direk kullanımı engeller. Yani Sekil arayüzümüzden direkt olarak Sekil nesnesi oluşturamayız. Aşağıdaki şekildeki çağırım illegal olacaktır.

624 total views, 0 views today

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail