この記事は？

オライリー社から出版されている「HeadFirst デザインパターン」を読んだ内容を
理解の整理のためTypeScriptで実装してみる内容です。（定期で載せれる様がんばる）

対象となるデザインパターン

Singletonパターン

コードで書いてみる

TSで実装してみると以下のようになります。

index.ts

// 必ず一つのインスタンスだけを生成するクラス
class Singleton {
  private static instance: Singleton; // クラス変数を定義して、それを一意のインスタンスとして保持する
  name: string;

  // コンストラクターをprivateで定義するのがポイント。内部からだけ初期化できるようになる
  private constructor(name: string) {
    this.name = name;
  }

  // Singletonインスタンスを呼び出すためのメソッド
  // このメソッドがコンストラクターとしてコールされる
  static getInstance(name: string): Singleton {
    if (Singleton.instance === undefined) Singleton.instance = new Singleton(name);

    return Singleton.instance;
  }
}

以上です。名前の通り、実装もシンプルですね。
実際に一つのインスタンスが保障されているか確認してみます。

検証用コード.ts

const first = Singleton.getInstance("first");
console.log(first.name); // => first

const second = Singleton.getInstance("second");
console.log(second.name); // => first

console.log(first === second); // => true

ちゃんと動作している様ですね。

使い所

正直、自分が仕事で触っているサービスでは、Singletonを使用したいケースは思いつきませんでした。
なので、どのような時にこのデザインパターンが使われるのかあまり想像できなかったので、ググってみました。

以下のサイトの記事がわかりやすかったので、転載させていただきます。

こちらのサイトによると、Singletonはむやみやたらに使うべきではなく、使うべきかどうか判断を行った方が良さそうですね。（あたりまえのことですが、大事な事です。）

一般的には以下のような機能を実装する際にSingletonが使用されるみたいです。

ロギング
キャッシュ管理
スレッドプール管理
データベース接続ドライバ
ソケット制御ドライバ

一覧で見てみると、使い所のイメージが少し湧いてきそうですね。

Singletonを使う際の注意点

参考書では、マルチスレッドを使用した実装の際は注意するよう、紹介されていました。
マルチスレッドを使用した場合、Singletonでも一意性を担保できない場合があるようです。

参考書では対応方法として、
非同期処理を同期的に動作させる synchronized (JSでいうところの Promise のような機能) や、二重チェックロッキングを行う volatile (調べたところJSではこのような機能はなさそう)などの方法が紹介されていました。
(参考書のコードは全てJavaで実装されてます)

余談: JavaScriptでのマルチスレッド

JavaScriptの実行環境は主にブラウザかnodeが想定されます。
基本的には両者ともシングルスレッドで動作するようですが、共にマルチスレッドで動かす方法もあるみたいです。

ブラウザ: WebWorkersなど
node: clusterなど

しかしJavaScriptにはvolatileのような二重チェックロッキング機能はないので、Javaのようにコードで安全性を担保するのは難しそうです。（自分の調べた範囲では。）
なので結論としては

「マルチスレッドは使用しない」
or
「マルチスレッドを使用するときはスレッドセーフな実装をするよう気を付ける」

を心がける必要があるのかなと思います。

まとめ

名前の通りシンプルなデザインパターンで、目的と実装がイメージしやすい印象でした。
仕事で使うシーンはあんまりないかもしれませんが、こういったデザインパターンがある、ということを知っておくことがリテラシー的な意味で大事かなと思います。

また、Singletonを通して、マルチスレッドの仕組みや理解が深まったのが、個人的には一番の成果だったかな、と感じました。

次回は「Commandパターン」だ。継続でがんばるぞー。