Ana içeriğe atla

Tasarım Desenleri (Design Patterns)

Tasarım kalıpları, nesne tabanlı dillerde (c#,java gibi)
 uygulama geliştirme sırasında 
karşılaşılan tasarım problemlerine getirilen standartlaşmış çözüm kalıplarıdır. Tasarım desenleri çalışan kod veya algoritma değildir. Sınıfların iyi bir şekilde nasıl olacağını belirten yöntemlerdir. Uygulamaların geliştirilebilirliğini ,esnekliğini ve kalitesini arttırır, geliştirme süresini azaltır ve kodların anlaşılabilirliliğini sağlarlar, yeniden kullanılabilir tasarımlar yaratılmasında etkili olurlar.
Tasarım desenlerini kullanırken, doğru problem için doğru deseni seçmeye özen gösterilmelidir. Deseni çok fazla değiştirmek gerekiyorsa, bu, ihtiyaçlara uygun dizaynın kullanılmadığını gösterir ve kodu daha karmaşık ve verimsiz hale getirebilir.



Tasarım desenleri 3 ana gruba ayrılır.

Bu desenler Gangs Of Four(GoF) olarak da bilinir. Kısaca sınıflandırması ve açıklamaları şöyledir;

1-Creational Patterns (Kurucu Desenler):  Nesnelerin oluşturulması ve yönetilmesi ile ilgili desenlerdir.
  • Singleton: Bir objenin bir kez oluşturulması
  • Abstract Factory: Birbirleri ile ilişkili sınıfların instancelarının oluşturulması.
  • Builder: Birden fazla parçadan oluşan nesnelerin oluşturulması.
  • Factory Method: Aynı arayüzü kullanan nesnelerin oluşturulması.
  • Prototype: Var olan nesnelerin kopyasının oluşturulması.

2- Behavioral Patterns (Davranışsal Desenler): Birden fazla sınıfın bir işi yerine getirirken nasıl birlikte davranacağını belirleyen desenlerdir.
  • Chain of responsibility: Bir isteğin belli sınıflar içinde gezdirilerek ilgili sınıfın işlem yapmasını yönetir.
  • Command: İşlemlerin nesne haline getirilip başka bir nesne(invoker) üzerinden tetiklendiği bir tasarım desenidir
  • Interpreter: Programa dil öğelerini eklemedir.
  • Iterator: Nesne koleksyonlarının elemanlarını belirlenen kurallara göre elde edilmesini düzenler.
  • Mediator: Çalışmaları birbirleri ile aynı arayüzden türeyen nesnelerin durumlarına bağlı olan nesnelerin davranışlarını düzenler.
  • Memento: Bir nesnenin tamamının veya bazı özelliklerinin tutularak sonradan tekrar elde edilmesini sağlar.
  • Observer: Bir nesnede meydana gelen değişikliklerde içinde bulundurduğu listede bulunan nesnelere haber gönderen tasarım desenidir.
  • State: Nesnelerin farklı durumlarda farklı çalışmalarını sağlar.
  • Strategy: Bir işlemin birden fazla şekilde gerçekleştirile bilineceği durumları düzenler.
  • Template method:Bir algoritmanın adımlarının abstract sınıfta tanımlanarak farklı adımların concrete sınıflarında overwrite edilip çalıştırılmasını düzenler.
  • Visitor: Yeni bir işlemi bir sınıfa değişiklik olmadan tanımlar.


3-Structural Patterns (Yapısal Desenler):  Nesnelerin birbirleri ile olan ilişkilerini düzenleyen desenlerdir.
  • Adapter: Uygulamadaki bir yapıya dışarıdaki bir yapıyı uygulamasını sağlar.
  • Bridge: Nesnelerin modelleme ve uygulanmasını ayrı sınıf hiyerarşilerinde tanımlanmasını düzenler.
  • Composite: Ağaç yapısındaki nesne kalıplarının hiyerarşik olarak iç içe kullanılmasını düzenler.
  • Decorator: Bir yapıya dinamik olarak yeni metotlar eklenmesini düzenler.
  • Façade: Alt sistemlerin direkt olarak kullanılması yerine alt sistemdeki nesneleri kullanan başka bir nesne üzerinden kullanılmasını sağlar.
  • Flyweight: Sık kullanılan nesnelerin bellek yönetimini kontrol etmek için kullanılan bir tasarım desenidir.
  • Proxy: Oluşturulması karmaşık veya zaman alan işlemlerin kontrolünü sağlar.

 Creational patterns’den Singleton pattern’i daha detaylı olarak ele alalım.

Singleton Pattern

Singleton design pattern bir nesnenin application pool kapanana kadar bir kez üretilmesini garantiler. Bir sınıfın bir anda sadece bir örneğinin olması istenildiği zamanlarda kullanılır. Kullanımına örnek vermek gerekirse, bir  veritabanı uygulaması geliştirdiğimizi düşünürsek performans açısından veritabanı objesinin bir kere yaratılıp life cycle’da bu objenin kullanılması uygulamanın verimliliğini arttıracaktır.
Sınıfın bir kere yaratılması demek, bu sınıfın new kullanılarak yaratılamaması, yani dışarıdan bu sınıfın constructor’ına erişilememesi demektir. Singleton dizaynda constructor özel olarak yaratılır.

Singleton dizaynını şu şekilde uygulayabiliriz;

   public class SingletonClass
        {
            private static SingletonClass singletonObj;

            private SingletonClass()
            {

            }

            public static SingletonClass SingletonObj ()
            {
                if (singletonObj == null)
                    singletonObj = new SingletonClass ();

                return singletonObj;
            }
        }

Kod bloğunda da görüldüğü gibi singletonObj objesine dışarıdan erişilemez. SingletonObj() methodu çağırıldığında bu obje yaratılır ve methot bundan sonra her çağırıldığında bu obje döndürülür.

Ancak multi-thread uygulamalarda bu obje eş zamanlı olarak birden fazla olarak yaratılabilir ve bu durumda tek obje yaratmayı garantilemiş olmuyoruz. Bu durumda ise , singletonObj null olduğu zaman kod bloğunu ‘lock’ ile kilitleyerek objenin bir kez yaratılmasını sağlayabiliriz. Aşağıdaki kod bloğu multithread işlemlerde singleton pattern kullanılmasına örnek verilebilir. 

 public class SingletonClass
    {
        private static SingletonClass singletonObj = null;
        private static readonly object instanceLock = new object();

        private SingletonClass () 
               {
                              
               }

        public static SingletonClass SingletonObj
        {
            get
            {
                if (singletonObj == null)
                {
                    lock (instanceLock)
                    {
                        if (singletonObj == null)
                        {
                            singletonObj = new SingletonClass ();
                        }

                    }
                }
                return singletonObj;
            }
        }
    }


Singleton pattern kullanıldığında Clone() methodu da kullanılmamalı. Clone() methodunu override edip exception fırlatılabilir.

Singleton Pattern Örnek Kullanımı
  • Cache: Tek bir global erişimi sağlamak için Singleton kalıbını kullanabiliriz.
  • Loglama: Loglanan mesajları tek logda tutmak istenildiğinde singleton pattern kullanılabilir. 

Dezavantajları 
  • Singletonların birim testlerle işlenmesi kolay değildir.
  • Singleton’ a ayrılan bellek serbest bırakılamaz.
  • Multithread ortamlarda singleton objesine erişim kısıtlanmış olabilir(senkronizasyon).
  • Singletonlar sınıflar arasında sıkı bağ oluşturmayı teşvik eder, bu nedenle test etmek zordur.


Duygu İNAN SAYAN

Yorumlar

Bu blogdaki popüler yayınlar

UML ve Modelleme – Bölüm 3 (Use Case Diyagramlar)

Önceki iki makalemizde (1, 2) UML’e genel olarak değinip ve modellemede kullanacağımız dokuz diyagram hakkında bilgiler vermiştik. Bu makalemizde Use Case diyagramından detaylı bahsedeceğiz. Öncelikle, genel Use case diyagramının tanımını hatırlayalım. “Bir kullanıcı ve bir sistem arasındaki etkileşimi anlatan senaryo topluluğudur.” Ivar Jacobson Senaryo tanımı için der ki:
“Aktörle sistem arasında gerçekleştirilen, sonucunda aktöre farkedilir getirisi/ faydası oluşan etkileşimli diyalogdur. ” UML Use Case Diyagramları  sistemin işlevselliğini açıklamak amacıyla kullanılır. Sistemin birbirinden ayrı özelliklerinin detaylarını göstermekten ziyade, Use Case Diyagramlar, tüm mevcut işlevselliği göstermek için kullanılabilir. Buradaki en önemli noktalardan biri,   Use Case Diyagramlar temelde sequence diyagram ve akış diyagramlarından farklıdır. Use Case diyagramlar dört ana elemandan oluşmaktadır. Aktörler, Sistem (Proje kapsamını belirtir), Use Caseler ve bunlar arasındaki ilişkiler. Şekil…

UML ve Modelleme – Bölüm 4 (Class (Sınıf) Diyagramları)

Bir önceki makalemizde UML modellemede kullanılan ilk diyagram olan Use Case diyagramını incelemiştik. Bu makalemizde nesne tabanlı programlamada kullanılan sınıflar ve sınıfların arasındaki ilişkileri modelleyebileceğimiz diyagramlar olan Class(Sınıf) diyagramlarını inceleyeceğiz. UML’de sınıflar, nesne tabanlı programlama mantığı ile tasarlanmıştır. Sınıf diyagramının amacı bir model içerisinde sınıfların tasvir edilmesidir. Nesne tabanlı uygulamada, sınıfların kendi özellikleri (üye değişkenler), işlevleri (üye fonksiyonlar) ve diğer sınıflarla ilişkileri bulunmaktadır. UML’de sınıf diyagramlarının genel gösterimi aşağıdaki gibidir. Şekil 1. Class Diyagram Şekil1’de görüldüğü üzere bir dikdörtgeni 3 parçaya bölüyoruz. En üst bölüm sınıf adını, orta kısım özellik listesini (üye değişkenler) ve en son kısım, işlev listesini (üye fonksiyonlar) göstermektedir. Çoğu diyagramlarda alt iki bölüm çıkarılır. Genelde tüm özellik ve işlevler gösterilmemektedir. Amaç, diyagramın sadece belirli k…

Cluster ve clustering nedir? Cluster oluşturmanın faydaları nelerdir? (Bölüm I)

Cluster, basit anlamda benzer bir amaç için belirli bir konfigürasyon yapılarak aynı görevi birlikte ya da yedekli çalışmasını sağlayan servistir. Cluster farklı amaçlarla oluşturulabilir fakat son kullanıcı tarafından her zaman tek bir bilgisayar gibi gözükecektir. Bir cluster oluşturmak için en azından iki adet sunucuya ihtiyaç vardır ve bir cluster içindeki her bir sunucu “node” olarak adlandırılır. İhtiyaç olan hizmete göre çeşitli sayıda nodelar bir araya gelerek clusterları oluşturmaktadır. Bir cluster oluşturmak için gerekli sebepler daha fazla performans ihtiyacı, yüksek erişilebilirlik (high availability) ya da her ikisi birlikte olabilir. Şimdi cluster çeşitlerini çok fazla ayrıntıya girmeden biraz daha yakından inceleyelim. Yüksek erişilebilirlik (High-availability) clusterlarıBu tip cluster yapısında öncelik erişilebilirliği arttırmadır. Bunu tek bir sunucunun görevini herhangi bir donanım yada yazılım problemi oluştuğunda diğer bir sunucunun otomatik olarak devralması olara…