【デザインパターン】Singletonパターンについて学習

はじめに

デザインパターンの Singleton を学習した際の内容を整理しました。

Singleton パターン

シングルトンパターンは、クラスのインスタンスが 1 つしか存在しないことを保証するデザインパターン。

利用目的

アプリケーション全体で一つのインスタンスだけが必要な場合に使用する。
具体的な利用例は次に掲げるものなど。

• 設定管理や構成データの共有
  例えば、アプリケーション設定や環境変数を一つのインスタンスで管理し、全体で共有する場合。
• データベース接続の管理
  データベース接続プールを１つのインスタンスとして保持し、それを複数の部分で再利用する場合にシングルトンパターンを使う。こうすることで、無駄な接続が作成されることを防ぎ、リソースを効率的に利用できる。
• グローバルにアクセスするリソース
  グローバルにアクセスされるリソース、例えばプリンターやファイルシステム、外部 API のクライアントなどを 1 つのインスタンスで共有し、管理する際に使用する。

注意点

• テストが難しい
  シングルトンはグローバルな状態を持つため、ユニットテストでテストがしにくい場合がある。モック化が難しく、テストの独立性が損なわれることがある。
• 依存関係が増える
  シングルトンに依存しすぎると、システム全体の結合度が高くなり、柔軟性が失われることがある。

実装

Singleton.java

public class Singleton {
    // 唯一のインスタンスを保持する静的フィールド
    private static Singleton instance;

    // コンストラクタをprivateにして外部からのインスタンス生成を防ぐ
    private Singleton() {
    }

    // インスタンスを取得するための静的メソッド
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            // 初回のみインスタンスを生成
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

    // シングルトンインスタンスに対するメソッド
    public void showMessage() {
        System.out.println("Hello singleton World!");
    }
}

App.java

public class App {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Singleton singleton = Singleton.getInstance();

        singleton.showMessage();
    }
}

クラス図