Singleton to kreacyjny wzorzec projektowy gwarantujący istnienie tylko jednego obiektu danego rodzaju. Udostępnia też pojedynczy punkt dostępowy do takiego obiektu z dowolnego miejsca w programie.
Singleton charakteryzuje się prawie takimi samymi zaletami i wadami jak zmienne globalne i chociaż jest bardzo poręczny, to jednak psuje modularność kodu.
Nie można przenieść klasy zależnej od Singletona i użyć jej w innym kontekście bez równoczesnego przeniesienia tego drugiego. To ograniczenie zazwyczaj ujawnia się na etapie tworzenia testów jednostkowych.
Przykłady użycia: Wielu twórców oprogramowania uważa Singleton za antywzorzec, przez to jego wykorzystanie w kodzie Ruby maleje.
Identyfikacja: Singleton można rozpoznać po statycznej metodzie kreacyjnej zwracającej jakiś obiekt którego instancja jest przechowywana w pamięci podręcznej.
Implementacja naiwna
Łatwo jest zaimplementować wzorzec Singleton niechlujnie — wystarczy ukryć konstruktor i zaimplementować statyczną metodę kreacyjną.
Ta sama klasa będzie działać nieprawidłowo w środowisku wielowątkowym — różne wątki mogą wywołać metodę kreacyjną w tym samym momencie, otrzymując wiele instancji klasy Singleton.
main.rb: Przykład koncepcyjny
# The Singleton class defines the `instance` method that lets clients access the
# unique singleton instance.
class Singleton
@instance = new
private_class_method :new
# The static method that controls the access to the singleton instance.
#
# This implementation let you subclass the Singleton class while keeping just
# one instance of each subclass around.
def self.instance
@instance
end
# Finally, any singleton should define some business logic, which can be
# executed on its instance.
def some_business_logic
# ...
end
end
# The client code.
s1 = Singleton.instance
s2 = Singleton.instance
if s1.equal?(s2)
print 'Singleton works, both variables contain the same instance.'
else
print 'Singleton failed, variables contain different instances.'
end
output.txt: Wynik działania
Singleton works, both variables contain the same instance.
Singleton z bezpieczeństwem wątków
Aby pozbyć się wyżej wymienionego problemu, trzeba zsynchronizować wątki w momencie pierwszego tworzenia obiektu Singleton.
main.rb: Przykład koncepcyjny
# The Singleton class defines the `intance` method that lets clients access the
# unique singleton instance.
class Singleton
attr_reader :value
@instance_mutex = Mutex.new
private_class_method :new
def initialize(value)
@value = value
end
# The static method that controls the access to the singleton instance.
#
# This implementation let you subclass the Singleton class while keeping just
# one instance of each subclass around.
def self.instance(value)
return @instance if @instance
@instance_mutex.synchronize do
@instance ||= new(value)
end
@instance
end
# Finally, any singleton should define some business logic, which can be
# executed on its instance.
def some_business_logic
# ...
end
end
# @param [String] value
def test_singleton(value)
singleton = Singleton.instance(value)
puts singleton.value
end
# The client code.
puts "If you see the same value, then singleton was reused (yay!)\n"\
"If you see different values, then 2 singletons were created (booo!!)\n\n"\
"RESULT:\n\n"
process1 = Thread.new { test_singleton('FOO') }
process2 = Thread.new { test_singleton('BAR') }
process1.join
process2.join
output.txt: Wynik działania
If you see the same value, then singleton was reused (yay!)
If you see different values, then 2 singletons were created (booo!!)
RESULT:
FOO
FOO
