Comment implémenter le modèle de conception Singleton

Introduction

Récemment, en travaillant sur une application Next.js et en me connectant à ma base de données, j'ai commis l'erreur de ne pas avoir un seul point de connexion à la base de données. En conséquence, la base de données a été instanciée plusieurs fois – si je me souviens bien, environ cinq instances au sein de la même application. Mon ordinateur a commencé à chauffer, devenant moins efficace, et j'ai commencé à voir d'étranges erreurs lors de la gestion des entités. Après mûre réflexion, j'ai réalisé que le problème était dû aux multiples instances créées pour se connecter à la base de données. Alors, comment puis-je éviter ce problème à l’avenir – et vous aider à l’éviter également ?

Pour résoudre ce problème, après de nombreuses recherches sur la manière dont la communauté l'a résolu, j'ai découvert la solution parfaite : le modèle de création Singleton. Singleton garantit qu'une classe A ne peut être instanciée qu'une seule fois et que cette instance unique est partagée dans l'ensemble de l'application, fournissant ainsi un point de connexion unique à la base de données. Cette approche évite tout risque de duplication et de surcharge du système.

Dans cet article, nous explorerons comment fonctionne le Singleton, pourquoi il est si efficace dans les situations où une seule instance est nécessaire et comment l'implémenter correctement pour éviter des erreurs similaires à l'avenir.

Sections que nous couvrirons

1. Qu'est-ce que le modèle Singleton ?
2. Comment implémenter le Singleton
3. Exemples concrets d'utilisation de singleton
4. Pourquoi le modèle de conception Singleton est-il si important
5. Conclusion ## Qu'est-ce que le modèle Singleton ? Le modèle de conception Singleton est l'un des cinq modèles de création introduits par le Gang of Four dans leur livre "Design Patterns: Elements of Realistic Object-Oriented Software". Cela garantit qu'une classe ne peut pas être instanciée plus d'une fois dans une application, ce qui signifie que l'instance est partagée dans toute l'application. Ceci est utile dans les cas où les ressources sont partagées, comme le problème de connexion à la base de données que j'ai rencontré personnellement ou toute configuration centralisée.

En limitant le nombre d'instances à une, Singleton permet d'éviter les duplications et de mieux gérer les ressources, réduisant ainsi les risques de surcharge et d'incohérences dans l'application.

Comment implémenter le Singleton

Après avoir examiné la question de garantir qu'il n'y a qu'une seule instance unique pour une classe donnée et d'avoir un seul point d'accès global à cette instance, la solution potentielle réside dans l'utilisation du modèle de conception Singleton. Voyons maintenant la logique que nous allons utiliser pour mettre en œuvre cette solution optimale :

1. Définir une variable statique pour l'instance
   
   La première étape consiste à déclarer une variable statique privée qui contiendra l'instance unique de la classe.

2. Protéger le constructeur
   
   Le constructeur de classe doit être rendu privé afin que les autres classes ne puissent pas instancier la classe directement.

voici l'exemple de diagramme de classes pour clarifier :

et voici l'implémentation en dactylographié :

class DatabaseConnection {
  // Step 1: Declare a static private instance
  private static instance: DatabaseConnection;

  // Private variable to hold the database connection
  private connection: string;

  // Step 2: Private constructor to prevent direct instantiation
  private constructor() {
    // Simulate establishing a database connection
    this.connection = 'Database connection established!';
    console.log(this.connection);
  }

  // Step 3: Public static method to get the single instance
  public static getInstance(): DatabaseConnection {
    if (!DatabaseConnection.instance) {
      DatabaseConnection.instance = new DatabaseConnection();
    }
    return DatabaseConnection.instance;
  }

  // You can add other methods
}

Créons maintenant des instances et voyons ce qui va se passer :

const db1 = DatabaseConnection.getInstance(); 
const db2 = DatabaseConnection.getInstance(); 
console.log(db1 === db2);

Voyons maintenant ce qui sera imprimé dans la console :

Il s'est affiché vrai, confirmant que la classe DatabaseConnection n'a été instanciée qu'une seule fois.

Pourquoi le modèle de conception Singleton est-il si important

Le Singleton Design Pattern est crucial pour éviter plusieurs problèmes futurs, notamment :

1. Garantit une instance unique
   
   Il garantit qu'une classe n'a qu'une seule instance dans toute l'application, ce qui est vital pour les ressources partagées telles que les configurations ou les connexions à la base de données. Plusieurs instances peuvent entraîner des incohérences ou une consommation excessive de ressources.

2. Accès global à l'instance
   
   Le modèle Singleton fournit un accès global à l'instance, permettant à toutes les parties de l'application d'interagir avec le même objet, garantissant ainsi la cohérence dans l'ensemble de l'application.

3. Gestion des ressources
   
   Créer une nouvelle instance à chaque fois peut être coûteux en termes de mémoire et de performances. Le Singleton garantit qu'une seule instance est créée, réduisant ainsi la surcharge, par exemple avec une connexion à une base de données.

4. Empêche le travail redondant
   
   Lorsque plusieurs composants doivent accéder à la même ressource, le Singleton garantit qu'une seule instance est utilisée, optimisant ainsi l'utilisation des ressources.

Conclusion

Dans ce blog, nous avons discuté d'un problème auquel j'ai été confronté alors que je travaillais sur une application Next.js, où plusieurs instances de connexion à la base de données étaient créées, entraînant une inefficacité du système et des erreurs étranges. La solution que j'ai trouvée à ce problème était le modèle de conception Singleton, qui garantit qu'une classe ne peut être instanciée qu'une seule fois, fournissant ainsi une instance unique et partagée dans toute l'application. Ce modèle permet d'éviter la redondance, la surcharge des ressources et les incohérences en maintenant un contrôle centralisé.

Le blog couvert :

1. Qu'est-ce que le modèle Singleton :
2. Comment implémenter le Singleton :
3. Pourquoi le Singleton est important :
4. Exemples concrets :

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!