O documento discute o padrão de projeto Singleton, que garante que apenas uma instância de uma classe seja criada. Ele explica que o Singleton é um padrão criacional útil quando objetos como pools de conexão ou registros precisam ser instanciados apenas uma vez. O documento fornece um exemplo de como implementar o padrão Singleton em código, usando um atributo estático e um método getInstance() para retornar a única instância.

1. Padrão de Projeto
Singleton
Adriano Reine
Brian Mazini
Rafael Barros
Wendel Moreira

2. Sumário
 Introdução
 Padrões de Projeto
 Padrão Singleton
 Exemplo
 Considerações Finais
 Referências Bibliográficas

3. Introdução
O que é um padrão de projeto?
 Um padrão de projeto é uma estrutura recorrente
no projeto de software orientado a objetos. Pelo
fato de ser recorrente, vale a pena que seja
documentado e estudado.
O que faz um padrão de projeto?
 Um padrão de projeto nomeia, abstrai e identifica
os aspetos chave de uma estrutura de projeto
comum para torná-la útil para a criação de um
projeto orientado a objetos reutilizável.

4. Padrões de Projeto
 Os padrões de projeto são observados através da
experiência de um desenvolvedor com projetos
de software, o que significa que os padrões são
descobertos, e não inventados.
 Como eles fornecem soluções prontas para a
solução de problemas, existem diversas
vantagens no seu uso como:
 a reutilização de códigos, modelos e arquiteturas,
 a padronização de designs e boas práticas,
 a criação de uma linguagem comum entre
desenvolvedores.

5. Padrões de Projeto
 Podemos classificar os padrões de projeto de
várias maneiras, porém o mais comum é
classificá-los de acordo com os tipos de
problemas que eles resolvem.
 De acordo com esse critério, os padrões podem
ser:
 Padrões de Criação: que lidam com o problema da
criação de objetos;
 Padrões Estruturais: que lidam com os
relacionamentos entre objetos;
 Padrões Comportamentais: que lidam com os
algoritmos e a atribuição de responsabilidades aos
objetos.

6. Padrão Singleton
 O Padrão Singleton é um padrão criacional
 É garantido que apenas uma única instância do
objeto seja instanciada em todo o projeto.
 Qual a funcionalidade disso?
 Objetos que tratam de pools de conexão, saídas
gráficas, impressão, objetos que cuidam de registros
não devem ser instanciados mais de uma vez
 Um outro uso do padrão SINGLETON é quando
queremos uma classe de Log para todo o sistema, sem
precisarmos utilizar recursos do sistema para instanciar
uma classe sempre que precisarmos gravar dados no
servidor.

7. Padrão Singleton
 Alguns programadores devem estar pensando agora: Mas
isso é fácil! Basta eu ter uma variável global com a
instância do objeto e sempre acessar ela! O problema é que
essa variável sendo inicializada no começo da execução do
projeto, essa classe estará consumindo recursos mesmo
sem ser utilizada! Com o Singleton, a classe só é
instanciada quando você realmente precisa dela!
 Como previnir que um objeto não seja instanciado mais de
uma vez?
 Criar um construtor privado. Com isso, a classe só pode ser
instanciada dentro de algum dos seus próprios métodos!
public class Singleton {
private Singleton () { }
}

8. Padrão Singleton
Agora que só podemos instanciar a classe dentro de um método,
vamos fazer com que esse método nos garanta que apenas uma
classe seja inicializada. Para isso vamos ter uma variável estática
que guardará a instância do único objeto instanciado. Caso ela
esteja nula, a função irá instanciar o objeto e então retorná-lo
para o usuário. Caso ela já contenha uma instância, o método
apenas retorna o objeto. Em código, temos:
public class Singleton {
private static Singleton instancia = null;
private Singleton () { }
public static Singleton getInstance() {
if(instancia==null) instancia = new Singleton ();
return instancia;
}
}

9. Padrão Singleton
Pronto! Nossa classe agora é um Singleton! Não é
possível ter mais de uma instância desse objeto!
Como se faz para instanciar um objeto já que não
posso simplesmente dar um “new” nele?
Singleton c1 = Singleton.getInstance();
Singleton c2 = Singleton.getInstance();
Em nosso exemplo, c1 e c2 representam o
mesmo objeto!

10. Exemplo
Problema: Como garantir que UMA e SOMENTE
UMA instância de uma certa classe exista durante
toda a execução do sistema?
Na figura abaixo podemos ver a solução Singleton com UML.

11. Exemplo
Imagine a seguinte situação:
"Gostaria de criar uma classe que gerasse uma
conexão com meu banco de dados. Quando eu
acessar a primeira vez essa classe, será
construída uma conexão, mas no decorrer da
execução, caso exista mais acessos ao banco,
gostaria de utilizar a MESMA classe com a MESMA
conexão."

12. Exemplo

13. Exemplo
Para instanciar uma classe, ou seja, para criar um
objeto de uma classe, precisamos utilizar o
operador new.
Exemplo: conexao = new Conexao();
Quando instanciamos uma classe, ao utilizar new, o
PHP automaticamente faz a chamada ao método
__construct() definido na classe;
Um atributo estático (static) é instanciado somente
uma vez e é compartilhado por TODOS os
objetos da mesma classe; mesmo que você
possua vários objetos de uma mesma classe,
esse atributo será o mesmo para todos.

14. Exemplo
Sabendo desses conceitos, vamos ao nosso código:
Na linha 1 do código definimos a classe Conexao;
Na linha 3 definimos uma atributo de instância estática da
classe;
Na linha 5 criamos o método construtor - __construct() - da
classe; perceba que o método está marcado como
PRIVATE, isso indica que se tentarmos utilizar o operador
new com essa classe teremos um erro de execução,
EXCETO se utilizarmos internamente à classe;
Na linha 6 colocamos nosso código para executar a conexão
com o banco de dados. Esse código ficará dentro do
método construtor;
Na linha 11 definimos o método publico getInstancia(). Esse
será o único método visível da classe e será responsável
por recuperar o objeto instancia;

15. Exemplo
Na linha 12 executamos o teste condicional, se o atributo
instancia for false, ou seja, no primeiro acesso à classe,
ele entrará no bloco;
Na linha 13 criamos uma instância da classe Conexao.
Perceba que utilizamos o operador new, portanto o método
__construct() será chamado, criando uma conexão com o
banco de dados.
Mas o método __construct() é private!!
Claro, mas isso não proíbe que a PROPRIA classe acesse
esse método. Somente proíbe o acesso do "lado de fora" da
classe Conexao;
Na linha 16 retornamos o atributo instancia.
Note pelo código que o objeto instancia será criado apenas
UMA vez, note também que, independentemente de onde
estamos chamando a classe Conexao, o método
getInstancia() retornará SEMPRE o mesmo objeto.

16. Considerações Finais
 Singleton:
 um dos padrões mais simples,
 um dos mais criticados e mal usados.
 Os singletons são difíceis de escalar, pois é difícil garantir
uma única instância de um singleton em um cluster, onde
existem várias JVMs.
 Um outro problema é que os singletons dificultam o hot
redeploy por permanecerem em cache, bloqueando
mudanças de configuração.
 Por esses e outros problemas, deve-se ter cuidado com o
uso abusivo de singletons.
 CUIDADO! A utilização dos Padrões de Projetos é uma
"faca de dois gumes". O abuso de Padrões pode "engessar"
o projeto, dificultando sua manuntenção.

17. Referências Bibliográficas
 FREEMAN E.; FREEMAN. E; SIERRA, K.; BATES B. Head
First: Design Patterns. Sebastopol: O’Reilly, 2001.
 Padrões de Projeto: Soluções Reutilizáveis de Software
Orientado a Objetos – “The Gang of Four”
 http://www.elton.utfpr.net/Escola/Padrão%20Singleton.pdf
 http://www.plugmasters.com.br/sys/materias/893/1/Padr
%F5es-de-Projeto%3A-Singleton

18. Perguntas ?