JavaのSingleton(シングルトン)の使い方【初心者向け】

初心者向けにJavaのSingleton(シングルトン)の使い方について解説しています。これはデザインパターンのひとつで、クラスのインスタンスが1つしか生成されないことを保証するものです。どのような場面で使うのか、具体的な使い方についてサンプルを参照しながら見ていきましょう。

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JavaのSingleton(シングルトン)の使い方について解説します。

実際にプログラムを書いて説明しているので、ぜひ理解しておきましょう。

 

なお本記事は、TechAcademyのJava講座の内容をもとに作成しています。

 

田島悠介

今回は、Javaに関する内容だね!

大石ゆかり

どういう内容でしょうか?

田島悠介

Singleton(シングルトン)の使い方について詳しく説明していくね!

大石ゆかり

お願いします!

 

Singleton(シングルトン)のデザインパターンとは

「Singleton(シングルトン)」はデザインパターンの一種です。「Singleton(シングルトン)パターン」と呼ばれることもあります。

「あるクラスのインスタンスが常にたった1つしか存在していない」という状態を実現したいときに利用されます。

なお、「デザインパターン」は、プログラムの構造や設計に関するノウハウ集のようなものだと考えてください。Singletonパターン以外にも役立つパターンがたくさんありますので、興味があれば調べてみましょう。

 

Singleton(シングルトン)の使い方

あるクラスについて「複数のインスタンスが作られると困る」場面があれば、Singletonパターンの採用を検討します。

うまく使えば便利な仕組みではありますが、アプリケーションのどのクラスからでも常に同じインスタンスを参照することになるため、クラス間の結合度が高くなってしまうという弊害もあります。

十分検討のうえ、どうしてもSingletonが必要な場合に使うようにしましょう。

 

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実際に書いてみよう

例として、アプリケーション全体の設定情報を表すクラスをSingletonで表現してみます。

主なポイントは次のとおりです。

Singletonクラスのコンストラクタをprivateで宣言します。このクラスを利用する側からコンストラクタを呼び出せないようにするためです。

Singletonのインスタンスを取得するメソッドgetInstance( )をstaticで宣言します。これにより、利用側はSingleton#getInstance( )という呼び出しでインスタンスを取得することができます。

Config.java

/**
 * アプリケーション全体の設定情報
 */
public class Config {
    /**
     * 外部からインスタンス化できないよう、コンストラクタをprivateで宣言する
     */
    private Config() {
        // 実際はファイル・データベースなどから設定情報を
        // 読み込む処理をここに書く
    }

    /**
     * 唯一のインスタンスを返す
     * @return このクラスの唯一のインスタンス
     */
    public static Config getInstance() {
        return ConfigInstanceHolder.INSTANCE;
    }

    /**
     * 指定されたキーに対応する設定値を返す
     * @param key 設定キー
     * @return 設定値
     */
    public String getValue(String key) {
        // 実際はコンストラクタで読み込んだ設定情報を
        // 返す処理をここに書く
        return ....;
    }

    /**
     * Configクラスの唯一のインスタンスを保持する内部クラス
     */
    public static class ConfigInstanceHolder {
        /** 唯一のインスタンス */
        private static final Config INSTANCE = new Config();
    }
}

少し複雑に感じましたか。

Configクラスの中に、唯一のインスタンスを生成する内部クラスConfigInstanceHolderを定義しています。「内部クラス」についてもしっかり理解しておきましょう。

 

Application.java

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        // 設定情報の取得
        Config config = Config.getInstance();

        // 設定値の取得
        String rootPath = config.getValue("rootPath");
        ....

        // 設定情報をもう一度取得
        Config config2 = Config.getInstance();
        // 最初に取得したインスタンスと同じはず
        System.out.println(config == config2);
    }
}

上記ではConfig#getInstance( )を2回呼び出して、同じインスタンスであることを確認しました。

このように、何度getInstance( )を呼び出しても常に同じインスタンスが返されることを保証できるのが、Singletonパターンの大きな特徴です。

 

監修してくれたメンター

青柳哲夫

独立系SIerやベンチャーを経て、現在はフリーランスエンジニアとして活動しています。
PHPやJava・Rubyでの業務系Webアプリケーション開発が得意です。
TechAcademyではJavaコース・ブロックチェーンコースを担当しています。

 

大石ゆかり

内容分かりやすくて良かったです!

田島悠介

ゆかりちゃんも分からないことがあったら質問してね!

大石ゆかり

分かりました。ありがとうございます!

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