Когда дело доходит до проектирования программного обеспечения, выбор правильного шаблона проектирования имеет решающее значение для создания удобного в сопровождении и гибкого кода. Два распространенных шаблона проектирования, которые часто возникают в дискуссиях, — это шаблоны Singleton и Static Class. В этой статье мы рассмотрим различия между этими двумя шаблонами и обсудим сценарии, в которых вы можете предпочесть один другому.

Что такое синглтон?
Синглетон — это шаблон проектирования, который позволяет существовать только одному экземпляру класса на протяжении всего времени существования приложения. Обычно он реализуется с использованием частного конструктора, статического метода для доступа к экземпляру и статической переменной для хранения ссылки на один экземпляр. Шаблон Singleton обычно используется, когда вы хотите гарантировать, что существует только один экземпляр класса и предоставить глобальную точку доступа к нему.

Пример:
Давайте рассмотрим класс Logger, который обрабатывает журналирование сообщений во всем приложении. С помощью Singleton мы можем гарантировать, что существует только один экземпляр класса Logger, что упрощает управление и контроль над поведением журнала в приложении.

public class Logger {
   private static Logger instance;

   private Logger() {
      // private constructor to prevent direct instantiation
   }

   public static Logger getInstance() {
      if (instance == null) {
         instance = new Logger();
      }
      return instance;
   }

   public void log(String message) {
      // log the message
   }
}

Что такое статический класс?
Статический класс, с другой стороны, — это класс, экземпляр которого не может быть создан и который может содержать только статические члены, такие как свойства, методы и поля. Статические классы обычно используются для группировки связанных служебных методов или констант.

Пример:
Рассмотрим класс MathUtils, предоставляющий различные математические служебные функции. Поскольку эти функции не требуют какого-либо поведения, специфичного для состояния или экземпляра, мы можем сделать класс MathUtils статическим.

public class MathUtils {
   private MathUtils() {
      // private constructor to prevent instantiation
   }

   public static int add(int a, int b) {
      return a + b;
   }

   public static int multiply(int a, int b) {
      return a * b;
   }
}

Когда выбирать синглтон:

1. Необходимость одного экземпляра. Используйте Singleton, если хотите гарантировать, что во всем приложении существует только один экземпляр класса, например диспетчер подключений к базе данных или диспетчер конфигурации.

2. Централизованный доступ: синглтоны предоставляют глобальную точку доступа к своим экземплярам, ​​упрощая доступ и совместное использование ресурсов в разных частях приложения.

3. Отложенная инициализация. Если создание экземпляра требует больших затрат или ресурсов, Singleton допускает ленивую инициализацию, то есть экземпляр создается только при первом запросе.

Когда выбирать статический класс:

1. Вспомогательные функции. Если у вас есть группа связанных служебных методов, которые не требуют каких-либо данных, специфичных для экземпляра, статический класс является хорошим выбором. Примеры включают математические функции, помощники для работы со строками или утилиты для работы с файлами.

2. Состояние не требуется. Если вашему классу не требуется поддерживать какое-либо состояние или поведение, специфичное для экземпляра, использование статического класса может упростить ваш код и устранить необходимость управления созданием и временем существования экземпляра.

3. Аспекты производительности. Статические классы могут обеспечить более высокую производительность в определенных сценариях по сравнению с одиночными классами, поскольку они позволяют избежать накладных расходов на создание экземпляров и управление ими.

Выбор между Singleton и статическим классом зависит от конкретных требований и особенностей проектирования вашего приложения. Синглтоны подходят, когда вам нужен один экземпляр с централизованным доступом, тогда как статические классы идеально подходят для служебных функций или когда нет необходимости в данных, специфичных для экземпляра. Понимая различия между этими двумя шаблонами, вы сможете принимать обоснованные решения, чтобы обеспечить чистый и удобный в сопровождении код.